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下图所示为常见气体制备、干燥、性质验证和尾气处理的部分仪器装置(加热设备及夹持固...

下图所示为常见气体制备、干燥、性质验证和尾气处理的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题,仪器装置可任意选用,必要时可重复选择。

1)若锥形瓶中盛装锌片,分液漏斗中盛装稀硫酸,可验证H2的还原性并检验其氧化产物。

 ①当仪器连接顺序为A→D→B→B→C时,两次使用B装置,其中所盛的药品依次是CuO____________

 ②检查好装置的气密性后加热B前必须进行的操作是_________________

2)若锥形瓶中盛装Na2O2固体,分液漏斗中盛装浓氨水,B中盛装固体催化剂,可进行氨的催化氧化,其反应产物为NOH2O

①各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序A→C→B→C,请写出B中氨的催化氧化反应方程式____________________________

②装置B中可能观察到的现象是_____________________________

3)若锥形瓶中盛装Na2SO3固体,分液漏斗中盛装H2SO4溶液,B中盛装Na2O2固体,可探究SO2气体与过氧化钠反应时是否有O2生成。根据气流方向,装置的连接顺序为:A→D→B→E,根据实验现象回答问题:

①若将带余烬的木条靠近E的导管口,木条复燃,SO2表现酸性氧化物的性质,则反应的方程式可能为:____________________

②若在E的导管口未收集到任何气体,SO2只表现还原性,则反应的方程式可能为:____________________

③装置B中观察到的现象是__________

 

无水硫酸铜 检验氢气是否纯净或检验装置中空气是否排尽 4NH3+5O2 4NO+6H2O 有红棕色气体出现,玻璃管内壁附着有水珠 2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2 SO2+Na2O2=Na2SO4 淡黄色固体粉末逐渐变为白色 【解析】 (1)①验证H2的还原性,可先将其氧化成水,再用无水硫酸铜检验水,第二次使用B装置的作用是检验产物水; ②氢气混有氧气时,加热容易发生爆炸,因此加热B装置前需要检验氢气的纯度; (2)①氨的催化氧化产物为NO和H2O; ②氨气在B中发生催化氧化反应生成NO,NO又会继续与O2反应生成NO2,故B中会出现红棕色气体,同时容器内壁还会有水珠出现; (3)①若将带余烬的木条靠近E的导管口,木条复燃,说明生成了氧气,SO2表现酸性氧化物的性质,则硫元素化合价不变,则反应可能生成亚硫酸钠和氧气; ②若在E的导管口未收集到任何气体,SO2只表现还原性,则过氧化钠表现氧化性,则反应可能生成Na2SO4; ③装置B中Na2O2与SO2反应生成Na2SO3或Na2SO4,二者均为白色固体粉末,据此解答。 (1)①验证H2的还原性,可先将其氧化成水,再用无水硫酸铜检验水; 故答案为:无水硫酸铜; ②因H2具有可燃性,故在加热CuO前必须排尽装置内的空气,而判断空气是否排尽的方法是检验从装置内出来的氢气是否纯净; 故答案为:检验氢气是否纯净或检验装置中空气是否排尽; (2)①氨的催化氧化的反应方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O; 故答案为:4NH3+5O2 4NO+6H2O; ②氨气在B中发生催化氧化反应生成NO,NO又会继续与O2反应生成NO2,故B中会出现红棕色气体,同时容器内壁还会有水珠出现; 故答案为:有红棕色气体出现,玻璃管内壁附着有水珠; (3)①若将带余烬的木条靠近E的导管口,木条复燃,说明生成了氧气,SO2表现酸性氧化物的性质,则硫元素化合价不变,则反应的方程式可能为:2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2; 故答案为:2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2; ②若在E的导管口未收集到任何气体,SO2只表现还原性,则过氧化钠表现氧化性,则反应的方程式可能为:SO2+Na2O2=Na2SO4; 故答案为:SO2+Na2O2=Na2SO4; ③装置B中Na2O2与SO2反应生成Na2SO3或Na2SO4,二者均为白色固体粉末,则观察到的现象是淡黄色固体粉末逐渐变为白色; 故答案为:淡黄色固体粉末逐渐变为白色。  
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考点分析:
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硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品,将SO2通入Na2CO3Na2S混合溶液中可制得Na2S2O3。其制备装置如图所示。

1A中反应的化学方程式为_____

2)为保证Na2SNa2CO3得到充分利用,两者的物质的量之比应为____

3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通人的SO2不能过量,原因是___

4)待Na2SNa2CO3完全消耗后,结束反应。过滤B中的混合物,滤液经过_____(填操作名称)、过滤、洗涤、干燥,得到Na2S2O35H2O晶体。

5)称取10.0g产品(Na2S2O35H2O,相对分子质量为248),配成250mL溶液,取25.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用 0.1000 mol/L碘的标准溶液滴定。(反应原理为:2S2O32-+I2 = S4O62-+2I,忽略Na2SO3I2反应)。

①滴定终点的现象为____

②重复三次的实验数据如表所示,其中第三次读数时滴定管中起始和终点的液面位置如图所示,则x=____,产品的纯度为__

    

 

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随着时代的发展,绿色环保理念越来越受到大家的认同,变废为宝是我们每一位公民应该养成的意识。某同学尝试用废旧的铝制易拉罐作为原材料、采用“氢氧化铝法”制取明矾晶体并进行一系列的性质探究。

制取明矾晶体主要涉及到以下四个步骤:

第一步:铝制品的溶解。取一定量铝制品,置于250mL锥形瓶中,加入一定浓度和体积的强碱溶液,水浴加热(93),待反应完全后(不再有氢气生成),趁热减压抽滤,收集滤液于250mL烧杯中;

第二步:氢氧化铝沉淀的生成。将滤液重新置于水浴锅中,用3 mol/L H2SO4调节滤液pH89,得到不溶性白色絮凝状Al(OH)3,减压抽滤得到沉淀;

第三步:硫酸铝溶液的生成。将沉淀转移至250mL烧杯中,边加热边滴入一定浓度和体积的H2SO4溶液;

第四步:硫酸铝钾溶液的形成。待沉淀全部溶解后加入一定量的固体K2SO4,将得到的饱和澄清溶液冷却降温直至晶体全部析出,减压抽滤、洗涤、抽干,获得产品明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2OM474g/mol]

回答下列问题:

(1)第一步铝的溶解过程中涉及到的主要反应的离子方程式为__________________________

(2)为了加快铝制品的溶解,应该对铝制品进行怎样的预处理:________________________

(3)第四步操作中,为了保证产品的纯度,同时又减少产品的损失,应选择下列溶液中的___(填选项字母)进行洗涤,实验效果最佳。

A.乙醇      B.饱和K2SO4溶液       C.蒸馏水      D.11乙醇水溶液

(4)为了测定所得明矾晶体的纯度,进行如下实验操作:准确称取明矾晶体试样4.0g于烧杯中,加入50mL 1mol/L盐酸进行溶解,将上述溶液转移至100mL容量瓶中,稀释至刻度线,摇匀;移取25.00 mL溶液干250 mL锥形瓶中,加入30 mL 0.10mol/L EDTA2Na标准溶液,再滴加几滴2D二甲酚橙,此时溶液呈黄色;经过后续一系列操作,最终用0.20 mol/L锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为紫红色,达到滴定终点时,共消耗5.00 mL锌标准溶液。滴定原理为H2Y2Al3AlY2HH2Y2(过量)Zn2ZnY22H(注:H2Y2表示EDTA2Na标准溶液离子)。则所得明矾晶体的纯度为_________%

(5)明矾除了可以用作人们熟悉的净水剂之外,还常用作部分食品的膨松剂,例如油条()的制作过程需要加入一定量的明矾,请简述明矾在面食制作过程作膨松剂的原理:_______

(6)为了探究明矾晶体的结晶水数目及分解产物,在N2气流中进行热分解实验,得到明矾晶体的热分解曲线如图所示(TG%代表的是分解后剩余固体质量占样品原始质量的百分率,失重百分率=×100%)

根据TG曲线出现的平台及失重百分率,30270℃范围内,失重率约为45.57%680810℃范围内,失重百分率约为25.31%,总失重率约为70.88%,请分别写出所涉及到30270℃、680810℃温度范围内这两个阶段的热分解方程式:________________________

 

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过氧化钙是一种白色固体,微溶于冷水,不溶于乙醇,化学性质与过氧化钠类似。某学习小组设计在碱性环境中利用CaCl2H2O2反应制取CaO2·8H2O,装置如图所示:

回答下列问题:

1)小组同学查阅文献得知:该实验用质量分数为20%H2O2溶液最为适宜。市售H2O2溶液的质量分数为30%。该小组同学用市售H2O2溶液配制约20%H2O2溶液的过程中,使用的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外,还有___

2)仪器X的主要作用除导气外,还具有的作用是___

3)在冰水浴中进行的原因是___

4)实验时,在三颈烧瓶中析出CaO2·8H2O晶体,总反应的离子方程式为___

5)反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干获得CaO2·8H2O。下列试剂中,洗涤CaO2·8H2O的最佳选择是____

A.无水乙醇   B.浓盐酸   CNa2SO3溶液   DCaCl2溶液

6)若CaCl2原料中含有Fe3+杂质,Fe3+催化分解H2O2,会使H2O2的利用率明显降低。反应的机理为:

Fe3+ +H2O2=Fe2++H++HOO·

H2O2+X=Y +Z+W(已配平)

Fe2++·OH=Fe3++OH-

H+ +OH-=H2O

根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为___

7)过氧化钙可用于长途运输鱼苗,这体现了过氧化钙具有____的性质。

A.与水缓慢反应供氧     B.能吸收鱼苗呼出的CO2气体

C.能是水体酸性增强     D.具有强氧化性,可杀菌灭藻

8)将所得CaO2·8H2O晶体加热到150~160℃,完全脱水后得到过氧化钙样品。

该小组测定过氧化钙样品中CaO2的纯度的方法是:准确称取0.4000g过氧化钙样品,400℃以上加热至完全分解成CaOO2(设杂质不产生气体),得到33.60mL(已换算为标准状况)气体。

则:所得过氧化钙样品中CaO2的纯度为_____

 

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次氯酸溶液是常用的消毒剂和漂白剂。某学习小组根据需要欲制备浓度不小于0.8mol/L的次氯酸溶液。

资料1:常温常压下,Cl2O为棕黄色气体,沸点为3.8℃42 ℃以上会分解生成Cl2O2Cl2O易溶于水并与水立即反应生成 HClO

资料2:将氯气和空气(不参与反应)按体积比1∶3混合通入潮湿的碳酸钠中发生反应2Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaCl2NaHCO3,用水吸收Cl2O(不含Cl2)制得次氯酸溶液。

(装置及实验)用以下装置制备次氯酸溶液。

回答下列问题:

1)各装置的连接顺序为___________________→E

2)装置A中反应的离子方程式是__________________________

3)实验中控制氯气与空气体积比的方法是_____________________

4)反应过程中,装置B需放在冷水中,其目的是_________________________

5)装置E采用棕色圆底烧瓶是因为______________________

6)若装置B中生成的Cl2O气体有20%滞留在E前各装置中,其余均溶于装置E的水中,装置E所得500mL次氯酸溶液浓度为0.8mol/L,则至少需要含水8%的碳酸钠的质量为_________g

7)已知次氯酸可被H2O2FeCl2等物质还原成Cl。测定E中次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案为:用________________准确量取20.00 mL次氯酸溶液,加入足量的________溶液,再加入足量的________溶液,过滤,洗涤,真空干燥,称量沉淀的质量。(可选用的试剂:H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液。)

 

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某工厂废金属屑中主要成分为CuFeAl(含有少量Al2O3Fe2O3),某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。

请回答:

(1)胆矾的化学式为___________________

(2)溶液E为绿色溶液,则试剂X______________

(3)步骤I,首先加入温热NaOH溶液,作用是_________;-段时间后,再分批加入常温NaOH溶液,原因是___________

(4)在步骤II时,用如图装置制取CO2并通入溶液A中。-段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体C减少,可在ab间加-个盛有饱和_________溶液的洗气瓶。

(5)保存FeSO4溶液时,需要滴加少量硫酸溶液,再加入适量_______(填化学式),防止变质。

 

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