如图是实验室制取气体的常用装置示意图。请回答下列问题:
(1)写出图中标号a仪器的名称: 。
(2)用高锰酸钾制取一瓶比较纯净的氧气,请从A~E中选用合适的发生装置和收集装置 (填字母序号),该反应的化学方程式是 。
(3)实验室制取二氧化碳气体,连接好装置后,加入药品前必不可少的一项操作是 ,若用F装置收集二氧化碳气体,验满的方法是 。
(4)实验室用B装置制取某种气体,若将装置中的长颈漏斗改为分液漏斗,其优点是 。
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钠元素在自然界中分布很广,储量极为丰富,常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。
19世纪初,英国化学家戴维在实验室中首次制得了金属钠。
钠是一种银白色金属,质软,密度为0.97g•cm﹣3,熔点为97.8℃。金属钠的性质很活泼,能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中,与氧气反应生成氧化钠(Na2O),钠在空气中燃烧,生成淡黄色的过氧化钠(Na2O2);钠遇水立即发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气。因此,实验室常将钠保存在煤油中。
金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低,常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性,在一定条件下可以将钛(Ti)、锆(Zr)等稀有金属从其氯化物中置换出来。
工业上通常采用电解熔融氯化钠的方法制取单质钠。
(1)自然界中钠元素以 (填“单质”或“化合物”)形式存在。
(2)钠保存在煤油中,是为了防止钠与空气中的 反应而变质。
(3)过氧化钠中的阴离子为O22﹣,1个O22﹣离子含有的电子数为 。
(4)钠钾合金用作快中子反应堆的热交换剂,利用钠钾合金良好的 (填字母)。
a.导电性
b.导热性
c.延展性
(5)写出高温下钠与四氯化钛反应的化学方程式: 。
实验室常用溶质质量分数为6%的H2O2溶液(MnO2作催化剂)制取少量氧气。
(1)配制6%的H2O2稀溶液
①计算:市售H2O2溶液溶质质量分数通常为30%。配制100g 6%的H2O2溶液,需要30%的H2O2溶液质量为 g。
②配制:量取所需H2O2溶液和水于烧杯中,用 (填仪器名称)搅拌,充分混合。
(2)制取氧气(可能用到的部分装置如图)
①实验室用H2O2制取氧气的化学方程式为 ,可选择的发生装置为 (填字母)。
②若用C装置干燥氧气,则C中盛放的试剂为 。
③若用D装置收集氧气,则气体应从导管 (填“a”或“b”)端通入。
(3)拓展延伸
若直接用30%的H2O2溶液制取氧气,反应速率太快。为获得平稳的气流,如图所示发生装置能达到最佳效果的是 (填字母)。
金属材料在日常生活、工农业生产和科学研究中有着广泛的用途。
(1)钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金,其中生铁的含碳量 (填“大于”或“小于”)钢的含碳量。
(2)在钢中加入不同的合金元素可以提高其性能,例如,加入钨可以增强合金钢的耐磨性等。用黑钨矿制备钨的过程如图所示:
(注:钨酸是难溶于水的黄色固体。)
①钨酸钠中钨元素的化合价为 。
②填写下表。
步骤 |
化学方程式 |
基本反应类型 |
Ⅱ |
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复分解反应 |
Ⅲ |
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分解反应 |
Ⅳ |
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水和溶液在生产,生活中具有广泛的用途。
(1)下列物质属于溶液的是 (填字母)。
A.医用酒精
B.植物油和水的混合物
C.蒸馏水
D.糖水和食盐水的混合物
(2)甲、乙两种不含结晶水的固体物质的溶解度曲线如图所示。
①t1℃时,甲物质的溶解度是 。
②t2℃时,分别将甲、乙固体溶于水,配成两种物质的饱和溶液各100g,所需水的质量相比,甲 乙(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)如图中甲、乙、丙、丁、戊是五种不同类别的物质,且分别属于单质、氧化物、酸、碱盐中的一种。相连物质之间均能在一定条件下发生化学反应,且生成物之一为水。
①当丁为氢氧化钠、戊为氯化铵时,甲、乙、丙的化学式依次可能是 (只写一组),其中丙和丁发生中和反应的化学方程式为 ;乙和丙反应的化学方程式为 。
②若要鉴别氯化铵和氯化钾固体,通常可采用的方法是 。
(4)中国天宫空间站预计2022年建成。空间站获取氧气的主要方式是电解水,写出电解水的化学方程式 ,并计算若得到16kg的氧气,理论上最少消耗水的质量是多少?
在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中,化学发挥了重要作用。
(1)“焦炭炼钢”是先将铁精矿(Fe2O3)和焦炭同时加入高炉,鼓入热空气,充分反应后得到生铁,再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。
①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下, 夺取了Fe2O3里的氧将铁还原出来。
②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭,若加入的焦炭全部转化为CO2,则该钢铁厂每年排放CO2的质量为 万吨。
(2)为了实现CO2的捕集利用,我国研制出一种多功能复合催化剂(含NaFe3O4),能将CO2转化为汽油,转化步骤如下:
CO2CO
(CH2)n
汽油
①步骤Ⅰ除生成CO外,还生成另一种氧化物。该氧化物的化学式是 。
②下列说法错误的是 (填字母)。
a.所得汽油中含有C、H两种元素
b.NaFe3O4中O为﹣2价,Fe为+3价
c.上述转化不仅有利于CO2减排,还可以减轻人类对化石能源的需求
(3)一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图所示。
①高温下,用H2炼铁时反应的化学方程式为 。
②跟“焦炭炼钢”工艺相比,“氢能炼钢”的主要优点有 。
③从物质组成的角度,说明向炼钢炉中加入废钢的目的: 。