实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,该化合物呈棕红色,易潮解,100℃左右时会升华。如图是两个学生设计的实验装置,左边的反应装置相同,而右边的产品收集装置不同,分别如装置Ⅰ和装置II所示。已知B中反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
(1)C中浓硫酸的作用是___________________。
(2)D中的反应开始前,要先通入一段时间的氯气,其原因是____________________。
(3)D中反应的化学方程式为________________________。
(4)装置Ⅰ的主要缺点是____________________________。
(5)装置II的主要缺点是___________________________。
某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】2KMnO4 + 5H 2C2O4 + 3H2SO4 ="==" K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O
【实验内容及记录】
实验编号 |
温度/℃ |
试管中所加试剂及其用量/ mL |
溶液褪至无色所需时间/ min |
|||
0.6 mol/L H 2C2O4溶液 |
H2O |
0.2 mol/L KMnO4溶液 |
3 mol/L 稀硫酸 |
|||
1 |
20 |
3.0 |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
4.0 |
2 |
20 |
3.0 |
m |
2.5 |
n |
4.8 |
3 |
20 |
3.0 |
3.0 |
2.0 |
2.0 |
t1 |
4 |
30 |
3.0 |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
t2 |
(1)已知:实验1、2、3的目的是探究KMnO4浓度对反应速率的影响。则实验2中m=,
n=。如果研究温度对化学反应速率的影响,需利用实验4和。
(2)通过查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示。
为进行实验探究,该小组同学通过讨论提出假设:Mn2+对该反应有催化作用。
①请你填写表中空白帮助该小组同学完成实验方案。
实验编号 |
温度/℃ |
试管中所加试剂及其用量/mL |
再向试管中加入少量固体 |
溶液褪至无色所需时间/ min |
|||
0.6 mol/L H 2C2O4溶液 |
H2O |
0.2 mol/L KMnO4溶液 |
3 mol/L 稀硫酸 |
||||
5 |
20 |
3.0 |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
t3 |
②能说明该小组同学提出的假设成立的实验事实是。
(3)有人将酸性KMnO4溶液和H 2C2O4溶液的反应设计成原电池,则该原电池的正极反应式为。
实验室里通常用MnO2与浓盐酸反应制取氯气。现用下列有关装置先制取干燥、纯净的氯气。后进行有关性质实验。试根据下列有关装置回答有关问题。
(1)上述装置中各仪器从左至右的连接顺序为A接接接接接接G。
(2)E装置的作用是,D中的现象为,
B中的现象为________________________。
(3)写出相关反应的离子方程式:A中,
G中。
(4)某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到含有ClO-与ClO3- 物质的量之比为1:1的混合液,反应的化学方程式是______________________________________。
(5) 报纸报道了多起卫生间清洗时,因混合使用“洁厕灵”(主要成分是盐酸)与“84消毒液”(主要成分是NaClO)发生氯气中毒的事件。试根据你的化学知识分析,原因是(用离子方程式表示)_______________________________________。
某化学小组同学发现84消毒液(主要成分为NaClO)与洁厕剂(主要成分为盐酸)室温下混和有Cl2生成,于是尝试在实验室利用该反应原理制取Cl2。
(1)若用次氯酸钙、浓盐酸为原料,利用下图装置制取Cl2。
装置中仪器a的名称为。
甲同学想证明Cl2溶于水有酸性物质生成,将发生装置产生的气体直接通入适量水中,并加入NaHCO3粉末,有无色气泡产生。乙同学认为不合理,理由是。
又知:室温下H2CO3的电离常数K1=4.2×10-7,K2=5.6×10-11,则pH为8.0的NaHCO3溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=。
(2)经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。设计如下装置制备无水FeCl3。
①下列操作步骤的正确排序为(填字母)。
a.体系冷却后,停止通入Cl2
b.通入干燥的Cl2赶尽装置中的空气
c.在铁屑下方加热至反应完成
d.用干燥的H2赶尽Cl2
e.检验装置的气密性
②该实验装置存在的明显缺陷是。
(3)世界环保联盟要求ClO2逐渐取代Cl2作为自来水消毒剂。
已知:NaCl+3H2O NaClO3+3H2
,2NaClO3+4HCl=2C1O2
+Cl2
+2NaCl+2H2O。
有关物质性质:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
C1O2 |
-59 |
11 |
Cl2 |
-107 |
-34.6 |
ClO2的生产流程示意图:
该工艺中,需要补充的物质X为(填化学式),能参与循环的物质是(填化学式)。从ClO2发生器中分离出ClO2可采用的方法是。
Ⅰ.无水氯化铝是有机化工常用催化剂,其外观为白色固体,178℃时升华,极易潮解,遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝,其反应原理为:2Al + 6HCl(g) = 2AlCl3 + 3H2
完成下列填空:
A为浓硫酸,B为NaCl固体
(1)进行实验时应先点燃(选填“B”或“D”)处酒精灯。
(2)用粗短导管连接D、E的目的是________(选填序号)。
a.防堵塞 b.防倒吸c.平衡气压 d.冷凝回流
(3)F中盛有碱石灰,其目的是(选填序号)。
a.吸收多余HClb.吸收Cl2
c.吸收CO2d.防止空气中H2O进入E瓶
(4)将D中固体改为氯化铝晶体(AlCl3·6H2O)也能进行无水氯化铝的制备,此时通入HCl气体的目的是。若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)],且质量是原氯化铝晶体(AlCl3·6H2O)的40%,则可推算n的值为。
Ⅱ.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(1)证明NaHSO3溶液中HSO3—的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是(填序号)。
a.测定溶液的pH
b.加入Ba(OH)2溶液
c.加入盐酸
d.加入品红溶液
e.用蓝色石蕊试纸检测
(2)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是______________。
(3)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量的方案如下:
(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2 + I2 + 2 H2O = H2SO4 + 2 HI)
按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为g/L。在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
高锰酸钾是一种典型的强氧化剂,无论在实验室还是在化工生产中都有重要的应用。如图K103是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
图K103
(1)制备氯气选用的药品为高锰酸钾和浓盐酸,相应的离子方程式为___________________________。
(2)装置B的作用是________________________,实验进行时C中可能发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象:______________________________________。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入____(选“a”“b”或“c”)。
a |
b |
c |
|
I |
干燥的有色布条 |
湿润的有色布条 |
湿润的有色布条 |
Ⅱ |
碱石灰 |
浓硫酸 |
无水氯化钙 |
Ⅲ |
湿润的有色布条 |
干燥的有色布条 |
干燥的有色布条 |
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入足量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为红棕色,说明氯的非金属性大于溴。打开活塞,将D中的少量溶液加入E中,振荡E,观察到的现象是________________________________。该现象________(填“能”或“不能”)说明溴的非金属性强于碘。