为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)由FeSO 4•7H 2O固体配制0.10mol•L ﹣ 1FeSO 4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择,写出名称)。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u ∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择 作为电解质。
阳离子 |
u ∞×10 8/(m 2•s ﹣ 1•V ﹣ 1) |
阴离子 |
u ∞×10 8/(m 2•s ﹣ 1•V ﹣ 1) |
Li + |
4.07 |
HCO 3 ﹣ |
4.61 |
Na + |
5.19 |
NO 3 ﹣ |
7.40 |
Ca 2+ |
6.59 |
Cl ﹣ |
7.91 |
K + |
7.62 |
SO 4 2 ﹣ |
8.27 |
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入 电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe 2+)增加了0.02mol•L ﹣ 1.石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe 2+)= 。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为 ,铁电极反应式为 。因此,验证了Fe 2+氧化性小于 ,还原性小于 。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO 4溶液中加入几滴Fe 2(SO 4) 3溶液,将铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 。
钡盐生产中排出大量的钡泥[主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等],某主要生产BaCO3的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2晶体及其他副产物,其部分工艺流程如下:
已知:① Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2和9.7
② Ba(NO3)2在热水中溶解度较大,在冷水中溶解度较小
③ KSP(BaSO4)=1.1×10-10,KSP (BaCO3)=5.1×10-9
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量的饱和Na2CO3溶液中,充分搅拌,过滤,洗涤。用离子方程式说明提纯原理:。
(2)上述流程酸溶时,Ba(FeO2)2与HNO3反应生成两种硝酸盐,化学方程式为:
。
(3)该厂结合本厂实际,选用的X为;
A.BaCl2 | B.BaCO3 | C.Ba(NO3)2 | D.Ba(OH)2 |
(4)废渣2为。
(5)操作III为。
(6)过滤3后的母液应循环到容器中。(填“a”、“b”或“c”)
(7)称取w克晶体溶于蒸馏水,加入足量的硫酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀质量为m克,则该Ba(NO3)2的纯度为(相对分子质量:Ba(NO3)2为261,BaSO4为233)。
乙酰水杨酸俗称阿司匹林,是一种历史悠久的解热镇痛药。合成原理是:
虚框中为提纯原理,是为了除去该反应的副产物:水杨酸酐、乙酰水杨酸水杨酯、乙酰水杨酸酐和聚合物等。水杨酸(熔点158℃)和乙酰水杨酸(熔点135℃)微溶于冷水、可溶于热水和乙酸乙酯。生产流程是:
(1)操作I、III的名称是;使用热水浴加热的原因是。
(2)可以循环利用的是;固体2的成份是。
(3)为了检验产品中是否含有水杨酸,并进行精制(除去产品中的其它反应物和副产物),进行以下操作,请完成下表:
序号 |
操作 |
现象 |
结论 |
检 验 |
取几粒产品晶体投入装适量热水的试管中,振荡 |
得无色溶液 |
|
向试管中滴入溶液 |
. |
产品中有水杨酸 |
|
重 结晶 |
将粗产品溶于适量的水中,水浴加热,趁热过滤,将滤液,抽滤 |
有晶体析出 |
精产品 |
(4)用中和法测定产品纯度:
取a g产品溶解于V1 mL1mol/L的NaOH溶液中,加热使乙酰水杨酸水解,再用1 mol/L的盐酸滴定过量的NaOH,当滴定终点时消耗盐酸V2 mL;计算出产品纯度为(只需列出计算表达式,不必化简。乙酰水杨酸分子量为180)。
铁触媒(铁的氧化物)是硫酸工业的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一:用下列装置测定铁触媒的含铁量,确定其组成。
方案二:用下列实验方法测定铁触媒的含铁量,确定其组成。
(1)步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
(2)因为通入Cl2不足量,“溶液B”中还含有会影响测定结果。
(3)因为通入Cl2过量且加热煮沸不充分,“溶液B”中可能含有Cl2。请设计实验方案检验Cl2,完成下列实验报告。
限选试剂:0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L-1KSCN溶液
实验操作 |
实验现象与结论 |
(4)“干燥管C”的作用是。
(5)称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后,测得“干燥管B”增重11.0g,则该铁触媒的化学式可表示为。
钒及化合物用途广泛。工业上常用含少量Al2O3的钒铁矿(FeO×V2O5)碱熔法提取V2O5。简要工艺流程如下:
已知:①焙烧时可发生反应:V2O5+Al2O3+2Na2CO32NaVO3+2NaAlO2+2CO2↑
②常温下物质的溶解度:NaVO3~21.2 g /100g水;HVO3~0.008 g/100g水
(1)“浸出渣B”的主要成分是。(写化学式)
(2)生产中,不直接用H2SO4浸泡“烧渣A”获取HVO3的原因是。
(3)“操作①”包括、洗涤。如果不洗涤,则产品中可能含有的金属阳离子是、。下列装置(部分夹持仪器省去)可用在实验室进行“操作②”的是。(填序号)
A B C D
(4)NaVO3用于原油的脱硫技术,由V2O5溶于NaOH溶液中制取,反应的离子方程式为。
(5)V2O5还可用于将硅铁炼成钒铁。生产中加入CaO可节能减排。有关反应如下:
2V2O5(l)+ 5Si(s)+ 5CaO(s)=" 4V(s)+" 5CaSiO3(s)△H1 =" —2096.7" kJ/mol
已知:CaSiO3(s)=" CaO(s)+" SiO2(s)△H2 =" +92.5" kJ/mol
则:2V2O5(l)+ 5Si(s)=" 4V(s)+" 5SiO2(s)△H3 = 。
三苯甲醇()是一种重要的化工原料和医药中间体,实验室合成三苯甲醇的合成流程如图1所示。
已知:i)格氏试剂容易水解,
ii)相关物质的物理性质如下:
物质 |
熔点(℃) |
沸点(℃) |
溶解性 |
三苯甲醇 |
164.2 |
380 |
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 |
乙醚 |
—116.3 |
34.6 |
微溶于水,溶于乙醇、苯等有机溶剂 |
溴苯 |
—30.7 |
156.2 |
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂 |
苯甲酸乙酯 |
—34.6 |
212.6 |
不溶于水 |
Mg(OH)Br |
常温下为固体 |
能溶于水,不溶于醇、醚等有机溶剂 |
iii)三苯甲醇的相对分子质量是260,纯净固体有机物一般都有固定熔点。
请回答以下问题:
(1)实验室合成三苯甲醇的装置图2,写出玻璃仪器A的名称:,装有无水CaCl2的仪器A的作用是:;
(2)制取格氏试剂时要保持微沸,可以采用水浴加热,优点是,微沸回流时冷凝管中水流的方向是:(填“X→Y”或“Y→X”);
(3)制得的三苯甲醇粗产品中,含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质,可以设计如下提纯方案,请填写空白:
其中,操作①为:;洗涤液最好选用:;
A.水 B.乙醚 C.乙醇 D.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为:;
(4)纯度测定:称取2.60g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不会反应),充分反应后,测得生成气体体积为100.80m L(标准状况)。产品中三苯甲醇质量分数为(保留两位有效数字,已知三苯甲醇的分子式为C19H16O,相对分子质量为260)。