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过氧化钙可用于治理赤潮、应急供氧等。已知:过氧化钙,为白色或淡黄色结晶粉末,难溶...

过氧化钙可用于治理赤潮、应急供氧等。已知:过氧化钙,为白色或淡黄色结晶粉末,难溶于水,不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,常温下干燥品很稳定,能溶于稀酸生成过氧化氢。某小组同学探究过氧化钙的制法和性质:

(1)甲、乙两位同学设计的过氧化钙实验室制法如下,其中产率较低的是______(AB)

方法A   Ca (OH)2 (s) + H2O2 CaO2 (s) + 2H2O  

方法B   CaCl2 (s) + H2O2 CaO2 (s) + 2HCl

方法A所得产品中纯度不高,所含杂质主要是 ___________(填化学式)

如果不加入稳定剂,则两种方法都需在5℃以下进行实验,原因可能是______________

(2)丙同学认为CO2SO2与过氧化钙的反应原理相同,丁同学认为SO2具有较强的还原性,而CO2没有,故而反应原理不相同。他们设计了如下实验装置,通过测量装置E中所得气体体积判断反应情况:

①试剂B的作用是____________________

②若实验中SO2足量,且与过氧化钙充分反应,取反应后的固体进行探究,以验证过氧化钙与SO2反应的生成物。若SO2未被氧化,则反应的化学方程式为:______________________________

③装置E中收集到的氧气体积为V L(已换算成标准状况下),若SO2完全被氧化,则V =______

(3)某工厂利用电石渣(主要成分为氢氧化钙)生产过氧化钙的生产流程如下:

用上述方法制备过氧化钙(CaO2·8H2O)搅拌步骤的化学方程式是______________

②某小组釆用单变量法确定温度、H2O2浓度对产率的影响,结果如下,则实际生产应选择的适宜条件为__________

H2O2 %

30%

25%

20%

15%

10%

5%

产率

60.40

62.42

64.54

63.20

63.10

62.40

温度()

50

40

30

20

10

0

产率

43.24

52.80

64.54

63.80

60.45

52.40

 

 

 

B Ca(OH)2 反应放热,使平衡向左移动,另外过氧化氢受热分解 吸收未反应的SO2 2CaO2+2SO2=2CaSO3+O2 0 CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl 温度为30℃、H2O2浓度为20% 【解析】 (1) 过氧化钙难溶于水,能溶于稀酸生成过氧化氢;根据反应物是否全部反应判断CaO2中含有的杂质,由于反应是放热反应,需要在较低温度下反应,另外H2O2不稳定,受热易分解; (2)①SO2与CaO2反应生成的气体中可能混有未反应的SO2,需要利用试剂B除去; ②若SO2未被氧化,则SO2和过氧化钙反应生成亚硫酸钙和氧气; ③若SO2完全被氧化,则全部变为硫酸钙; (3)主要成分为Ca(OH)2的电石渣与NH4Cl混合后得到CaCl2和NH3•H2O,再加入H2O2和稳定剂,搅拌得到CaO2•8H2O,过滤、洗涤并干燥后得到产品;根据反应流程得出反应方程式,根据实际数据得出实际生产应选择的适宜条件。 (1)过氧化钙难溶于水,能溶于稀酸生成过氧化氢,因此甲、乙两位同学设计的过氧化钙实验室制法中方法B生成的CaO2要与HCl反应,导致产率低,故答案为B;方案A所得产品中纯度不高,主要是含有未反应的氢氧化钙;如果不加入稳定剂,则两种方法都需在5℃以下进行实验,原因可能是:①两个反应都是放热反应,为提高产率,促进平衡正向移动,则均需要在较低温度下进行,②避免H2O2在较高温度下分解; (2)①反应生成的气体中可能混有未反应的SO2,需要利用试剂B除去,则试剂B的作用是吸收未反应的SO2; ②若SO2未被氧化,则二氧化硫和过氧化钙反应生成亚硫酸钙和氧气,发生反应的化学方程式为2CaO2+2SO2=2CaSO3+O2; ③若SO2完全被氧化,则全部变为硫酸钙,发生反应的化学方程式为CaO2+SO2=CaSO4,则没有氧气生成,即V=0; (3)①根据反应流程可知,混合后得到CaCl2和NH3•H2O的混合液,CaCl2和NH3•H2O与H2O2混合搅拌生成CaO2•8H2O,则发生反应的化学方程式为CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl; ②根据表中数据可知温度为30℃、H2O2浓度为20%时CaO2·8H2O的产率最高,则实际生产应选择的适宜条件为温度为30℃、H2O2浓度为20%。  
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过氧乙酸(),是一种高效消毒剂,它可由冰醋酸和过氧化氢在浓硫酸催化作用下制得,实验装置和步骤如下

在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓硫酸的混合物,再缓缓加入适量30%的双氧水;

不断搅拌并控制装置B中混合液的温度为2030℃至反应结束;

接入仪器C和抽气泵,在锥形瓶中收集得到产品。

回答下列问题:

(1)仪器C的名称是_______,仪器C中冷水流入口是_______ (“a”“b”)

(2)为更好地控制反应温度,应采用的加热方法是______________

(3)生成过氧乙酸的化学方程式为_________________

(4)实验测得产物过氧乙酸的百分含量随反应物比例和反应时间的变化数据如下表。由表中数据可知,反应物最佳比例(CH3COOH/H2O2)_______,最佳反应时间约_______

(5)产品中过氧乙酸浓度的测定:取2.00mL过氧乙酸产品试样,加水稀释成100mL;从中取出5.00mL,逐滴滴加酸性KMnO4溶液至溶液恰好呈粉红色,以除去残余的H2O2;再加入稍过量的KI溶液,发生反应CH3COOOH2I2HI2CH3COOHH2O;反应完全后,滴入几滴淀粉溶液,用0.1000mol·L1Na2S2O3标准液滴定至终点(反应式为2S2O32I2S4O622I),消耗14.30mLNa2S2O3标准液。则产品中过氧乙酸的物质的量浓度是________mol·L1 (保留2位小数)

 

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连二亚硫酸钠(Na2S2O4),也称为保险粉,Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇,具有极强的还原性,易被空气氧化,在碱性介质中稳定。其阴离子的结构如图所示:。某科研小组制备并探究其性质。

.制备Na2S2O4(加热等辅助仪器略去)

1Na2S2O4中硫元素的化合价为_______

2)连接好装置后,检查其气密性良好的操作是____________________

3)添加药品、再次连接好装置:

第一步,将A中生成的气体通往B中进行反应,在B装置生成连二亚硫酸锌的化合反应方程式为__________

第二步,加入NaOH溶液,于2835℃下反应生成Na2S2O4,该步反应的离子方程式为_____________

第三步,将第二步的混合物过滤,并向滤液中加入固体NaCl,冷却至20℃,便有Na2S2O4晶体析出。

第四步,将第三步所得混合物经________(填操作名称)、________(填写乙醇”)洗涤,得到纯净的Na2S2O4晶体。

4)装置C的作用是 _______________

.探究Na2S2O4的稳定性

5)隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3Na2S2O3SO2,但科研小组没有做到完全隔绝空气,得到的固体产物中还含有Na2SO4。请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。实验方案是______________。(可选试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液)

 

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烯烃是重要的有机化工原料。实验室主要用浓硫酸或浓磷酸作催化剂使醇脱水制取烯烃。某同学使用环己醇脱水制备环己烯。设计方案如下:

(一)主要仪器和试剂

仪器:50mL圆底烧瓶、分馏柱、直形冷凝管、10mL量筒、分液漏斗、100mL锥形瓶、蒸馏头、接液管。

试剂:10.0g(10.4mL0.1mol)环己醇、5mL浓磷酸、氯化钠、无水氯化钙、5%碳酸钠水溶液。

(二)查阅实验所涉及的反应物、催化剂、产物的各种物理性质,列表如下:

化学物质

相对分子

质量

相对密度/

g·cm-3

沸点/

溶解性

环己醇

100

0.96

161.1

稍溶于水

磷酸(85%)

98

1.83

213

易溶于水

环己烯

82

0.89

83.3

微溶于水

 

(三)实验流程

请回答:

1)加热过程中,若忘记加沸石,应如何操作?___

2)将粗产品分去水层所需要用到的主要实验仪器是___

3)本实验用浓磷酸代替浓硫酸的优点:___

4)该实验的主要副产物为___(填物质名称)

5)在提纯环己烯时,用等体积的饱和食盐水,而不用水的原因是___。加入34mL5%碳酸钠溶液的目的是___

6)水浴蒸馏最后得到7.0g产品,则反应的产率为___(保留2位有效数字)

 

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工业上常用水钴矿(主要成分为Co2O3,还含少量Fe2O3Al2O3MgOCaO等杂质)制备钴的氧化物,其制备工艺流程如下(已知Na2SO3能还原Fe3Co3)

回答下列问题:

(1)在加入盐酸进行酸浸时,能提高酸浸速率的方法有______________(任写2)

(2)“酸浸后加入Na2SO3钴的存在形式为Co2,产生Co2反应的离子方程式为________

(3)溶液a中加入NaClO的作用是___________________________________

(4)沉淀a的成分是__________(写化学式),操作2的名称是_______________

(5)溶液d中的金属离子只有Co2Na两种,则溶液c中加入NaF溶液的作用是________

(6)在空气中缎烧CoC2O4生成钴的某种氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为12.05gCO2的体积为6.72L(标准状况),则此反应的化学方程式为____________________________

 

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水是一种重要的自然资源,水质优劣直接影响人体健康,水处理技术在生产、生活中应用广泛。聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣(主要成分为Fe2O3FeOSiO2)和废铁屑为原料制取聚合硫酸铁([Fe2(OH)x(SO4)3-]m)的工艺流程如图:

 

(1)98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有______(填标号)。

a.容量瓶     b.烧杯      c.玻璃棒     d.分液漏斗

(2)废铁屑表面附有铁锈,铁锈的主要成分为______,步骤③的具体实验操作有____

(3)水解、聚合要严控pH和温度。pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大时则______。写出水解、聚合反应生成PFS的化学方程式:_________

(4)步骤⑥相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是_________

(5)污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+Hg2+Pb2+等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质能作为沉淀剂的是_______(填标号)。

a.氨水   b.硫化氢气体   c.硫酸钠溶液   d.纯碱溶液

(6)硬度为的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(7.1mgMgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.5×10-3mol/Lc(Mg2+)=6.4×10-4mol/L,则此水的硬度为______

 

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