- 研究型实验
- 共4868题
著名化学家罗伯特·波义耳(RobertBoyle)在一次实验中,不小心将盐酸溅到紫罗兰花瓣上,过了一会儿,他惊奇地发现,紫色的花瓣上出现了红点。波义耳对这一意外的发现作出了多种假设,经过多次实验验证,探究普遍规律,终于获得了成功。对紫罗兰花瓣遇盐酸变红的现象,你有哪些假设?请将你的各种假设以及验证假设的实验方案填写在下表中。
正确答案
本题可能有多种答案,下列答案仅供参考。
本题是开放试题,有多种答案,只要合理均可。
(8分)某工厂为除去所排放废气中的Cl2对环境的污染,设计如下除氯方案:将含Cl2的废气通过盛有铁粉的FeCl3溶液即可有效除去Cl2,整个过程只要定期补充铁粉即可。写出除氯过程中有关反应的化学方程式,并指出本方案的优点。
正确答案
2FeCl2+Cl2====2FeCl3 2FeCl3+Fe====3FeCl2,本实验方案的优点:在整个消除Cl2的过程中,只消耗廉价的铁屑,且FeCl2可循环使用。
本实验方案的目的是:消除Cl2对环境的污染,因此一定要将Cl2转化为无毒的Cl-,这是解答本题的出发点。
无水硫酸铜在加热条件下能发生分解反应,生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气.某学生试图用下图所示装置来确定该化学反应中各物质的计量关系
试回答:
(1)加热过程中,试管A中发生的实验现象为______.
(2)装置E和F的作用是______;
(3)该学生使用装置B的本意是除去混合气体中的三氧化硫以提纯氧气,他的做法正确吗?为什么?______
(4)该学生利用上述装置将一定质量的无水硫酸铜置于A中加热使其分解,最后测得氧气的体积偏小,其原因可能是______(填序号)
A.无水硫酸铜未完全分解
B.实验结束时装置A中残留有气体
C.S被NaHS
溶液吸收时产生了S
气体
D.最后读量筒中的读数时,E中的液面低于F中的液面
(5)另一学生将4.8g无水硫酸铜充分加热使其完全分解后,用正确的实验方法除去了生成物中的二氧化硫和三氧化硫,最后测出氧气的体积为224mL(标准状况).据此可计算出二氧化硫为______mol,三氧化硫为______mol.
(6)由上述实验数据可知无水硫酸铜受热分解的化学方程式为:______.
正确答案
(1)无水硫酸铜在加热条件下能发生分解反应,生成氧化铜、二氧化硫、三氧化硫和氧气,无水硫酸铜是白色固体,氧化铜为黑色,
故答案为:白色固体变黑;
(2)EF是排水量气装置,难溶于水的气体体积可以利用排水量气装置测定体积,装置A生成的气体通过亚硫酸氢钠溶液吸收氧气;吸收三氧化硫生成二氧化硫,浓硫酸吸收三氧化硫和水蒸气;通过碱石灰吸收二氧化硫,则最后测定的是氧气的体积,
故答案为:测出产生O2的体积;
(3)使用装置B的本意是除去混合气体中的三氧化硫以提纯氧气,但气体通过饱和亚硫酸氢钠溶液中,氧气会被还原吸收;
故答案为:不正确,O2能被NaHSO3溶液吸收;
(4)利用上述装置将一定质量的无水硫酸铜置于A中加热使其分解,最后测得氧气的体积偏小,
A、无水硫酸铜未完全分解,生成氧气减少,故A符合;
B、实验结束时装置A中残留有气体可以有氧气,故B符合
C、生成的二氧化硫会被碱石灰吸收不影响氧气体积,故C不符合;
D、量筒中液面是凹液面,所以读量筒中液体体积时,视线与液体的凹液面相平,否则会造成误差;最后读量筒中的读数时,E中的液面低于F中的液面,读出的体积减小,故D符合;
故选ABD;
(5)依据反应生成的二氧化硫和氧气之间存在电子守恒,计算二氧化硫物质的量,氧气224mL(标准状况)物质的量为0.01mol,电子转移0.04mol,CuSO4~SO2~2e-;计算得到二氧化硫物质的量为0.02mol,依据硫酸铜质量换算物质的量==0.03mol,结合硫元素守恒计算三氧化硫物质的量为0.01mol,
故答案为:0.02;0.01;
(6)依据(5)计算得到生成物的物质的量写出化学方程式为3CuSO4═3CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑,故答案为:3CuSO4═3CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑.
含镁3%-5%的镁铝合金,现已成为轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要材料.现有一块已知质量为56.4g的镁铝合金,欲测定其中镁的质量分数,两位同学设计了不同的实验方案.
实验设计Ⅰ:
镁铝合金溶液
过滤,得到沉淀质量为5.8g
实验设计Ⅱ:…
请回答以下问题:
(1)写出实验设计Ⅰ中反应①的离子方程式______;______.
(2)依据实验设计Ⅰ,求出镁的质量分数.(要求写计算过程)
(3)请你为另一位同学设计第Ⅱ种测定镁的质量分数的方案.(写出必要的实验过程)
正确答案
(1)金属镁和铝金能和盐反应生成对应的盐酸盐和氢气,实质是:Mg+2H+=Mg2++H2↑,2A1+6H+=2A13++3H2↑,故答案为:Mg+2H+=Mg2++H2↑,2A1+6H+=2A13++3H2↑;
(2)设合金中Mg的质量为x,根据镁元素守恒,则
Mg~MgC12~Mg(OH)2↓
24 58
x 5.8g
=
,解得x=2.4g,所以金属镁的质量分数=
×100%=4.26%,
答:金属镁的质量分数为4.26%.
(3)金属镁不能和氢氧化钠反应,但是金属铝能反应,可以据此来设计实验,如:镁铝合金溶液
固体难溶物,称量得到固体质量即为金属镁的质量,进而计算金属镁的质量分数,
故:镁铝合金溶液
固体难溶物,称量得到固体质量.
(14分)醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备溴乙烷的装置如下图所示,试管d中装有少量蒸馏水.已知溴乙烷的沸点为38.4oC,密度为1.43g·ml-1;
可能存在的副反应有:加热反应过程中反应混合物会呈现黄色甚至红棕色;醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚等。
(1)制备溴乙烷的需要用到蒸馏水、乙醇、溴化钠、浓硫酸,在烧瓶中加入这几种物质的顺序是 。
(2)小火加热,在烧瓶中发生的主要反应有①NaBr + H2SO4= NaHSO4 + HBr
② .;
(3)冷水的作用 ;d试管中的现象 ,
(4)用这种方法制取的溴乙烷中的含少量杂质Br2,欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列供选试剂中最适合的是__________。
A.NaI溶液 B.NaOH溶液 C.Na2SO3溶液 D.KCl溶液
(5)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞.请写出发生堵塞时瓶b中的现象________________
(6)容器e中NaOH溶液的作用是__________________________________.
(7)制备操作中,加入的浓硫酸必需进行适当的稀释,其目的是_______。
A.减少副产物烯和醚的生成 B.减少Br2的生成
C.减少HBr的挥发 D.水是反应的催化剂
正确答案
每小题2分
(1)蒸馏水、浓硫酸、乙醇、溴化钠
(2)CH3CH2OH + HBr = CH3CH2Br +H2O
(3)冷却溴乙烷由气态转变为液态;分层,下层为油状液体(意思对即可得分)
(4)C
(5)直导管中有一段水柱(意思对即可得分)
(6)吸收HBr等气体,防止大气污染(意思对即可得分)
(7)ABC (漏选1分,错选不得分)
略
碱式碳酸镁有多种不同的组成,如、
、
等。请你设计一个测定碱式碳酸镁组成的实验方案。包括
(1)测定原理
(2)测定实验的装置图
(3)操作步骤。
可使用的仪器、试剂和用品如下:
仪器:天平(附砝码)、大试管(附带有短玻璃管的橡皮塞)、酒精灯、洗气瓶、球形干燥管(附带有短玻璃管的橡皮塞)、铁架台、铁夹、角匙。
试剂:碱式碳酸镁(粉状)、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰。
其他:火柴、棉花、短橡皮管、弹簧夹。
注意:①上述仪器和试剂只需应用其中的一部分。②仪器、试剂、用品的数量不限。
正确答案
(1)通过测定MgO、CO2、H2O的物质的量之比来测定碱式碳酸镁的组成。
(2)测定实验的装置如下图所示:
(3)操作步骤
① 将装置按上图连接好后,检查装置的气密性
② 称取一定量(W1g)样品于大试管中
③ 加热,至样品完全分解
④ 实验结束后,称量洗气瓶和干燥管的增重(设为W2、W3)
⑤ 计算MgO、CO2、H2O的物质的量之比为
n(MgO):n(CO2):n(H2O)=:
:
确定碱式碳酸镁的组成。
【错解分析】考查测定碱式碳酸镁组成的实验方案设计。
【正解】可加热碱式碳酸镁,通过测定生成的MgO、CO2、H2O的物质的量之比来确定碱式碳酸镁的组成。用浓硫酸吸收H2O,根据浓硫酸增重的量,求出水的物质的量;用碱石灰吸收CO2,根据碱石灰的增重,确定CO2物质的量。
硫酸亚铁是一种可用于治疗缺铁性贫血的药剂,硫酸亚铁药片外表包有一层特制的糖衣,以保护硫酸亚铁不与空气中的氧气反应而变质(变质后的硫酸亚铁无治疗贫血的药效),试设计一个实验方案,检验某硫酸亚铁药片是否已变质
(1)实验步骤:①刮去药片上的糖衣,把药片碾碎,放入烧杯中,溶解;
②过滤后向滤液中加入 ;(填试剂名称或化学式)
(2)现象及结论: ;
(3)医学上常将维生素C与硫酸亚铁药剂配合服用,以防止硫酸亚铁变质,这是利用了维生素C的 性。(填“氧化”、“还原”、“酸”、“碱”等)
正确答案
(1)KSCN溶液(2)如果溶液呈现血红色,则该硫酸亚铁药片已变质,反之,则无(其他合理答案亦可)(3)还原
略
三氯化铬是化学合成中的常见物质,三氯化铬易升华,在高温下能被氧气氧化,碱性条件下能被H2O2氧化为Cr(Ⅵ).制三氯化铬的流程如下:
(1)重铬酸铵分解产生的三氧化二铬(Cr2O3难溶于水)需用蒸馏水洗涤的原因______,如何用简单方法判断其已洗涤干净______.
(2)已知CCl4沸点为57.6℃,为保证稳定的CCl4气流,适宜的加热方式是______.
(3)用如图装置制备CrCl3时,主要步骤包括:
①将产物收集到蒸发皿中;
②加热反应管至400℃,开始向三颈烧瓶中通入氮气,使CCl4蒸气经氮气载入反应室进行反应,继续升温到650℃;
③三颈烧瓶中装入150mLCCl4,并加热CCl4,温度控制在50~60℃之间;
④反应管出口端出现了CrCl3升华物时,切断加热管式炉的电源;
⑤停止加热CCl4,继续通入氮气;
⑥检查装置气密性.
正确的顺序为:⑥→③→______.
(4)已知反应管中发生的主要反应有:Cr2O3+3CCl4→2CrCl3+3COCl2,因光气剧毒,实验需在通风橱中进行,并用乙醇处理COCl2,生成一种含氧酸酯(C5H10O3),用乙醇处理尾气的化学方程式为______.
(5)样品中三氯化铬质量分数的测定
称取样品0.3300g,加水溶解并定容于250mL容量瓶中.移取25.00mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,加热至沸后加入1gNa2O2,充分加热煮沸,适当稀释,然后加入过量的2mol/LH2SO4至溶液呈强酸性,此时铬以Cr2O72-存在,再加入1.1gKI,密塞,摇匀,于暗处静置5分钟后,加入1mL指示剂,用0.0250mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至终点,平行测定三次,平均消耗标准硫代硫酸钠溶液24.00mL.
已知:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI.
①该实验可选用的指示剂名称为______.w ww.k s5u.co m
②移入碘量瓶的CrCl3溶液需加热煮沸,加入Na2O2后也要加热煮沸,其主要原因是______.
③样品中无水三氯化铬的质量分数为______.
正确答案
(1)重铬酸铵分解不完全,还可能含有其它可溶性杂质,用蒸馏水洗涤除去其中可溶性杂质;
因为(NH4)2Cr2O7显桔红色,最后一次洗涤的流出液呈无色,说明洗涤干净.
故答案为:除去其中可溶性杂质;最后一次洗涤的流出液呈无色.
(2)因为CCl4沸点为76.8℃,温度比较低,因此保证稳定的CCl4气流,可以通过水浴加热来控制其流量,并用温度计指示温度.
故答案为:水浴加热(并用温度计指示温度).
(3)由(4)可知反应制备原理为Cr2O3+3CCl4→2CrCl3+3COCl2,四氯化碳在管式炉中反应管与Cr2O3反应,反应管出口端出现了CrCl3升华物时,切断加热管式炉的电源,停止加热CCl4,继续通入氮气,将产物收集到蒸发皿,故操作顺序为:⑥→③→②→④→⑤→①.
故答案为:②④⑤①
(4)由分子式可知,COCl2中的2个Cl原子被2个-OC2H5代替,故乙醇与COCl2发生取代反应,-OC2H5取代氯原子生成C2H5OCOC2H5与HCl,反应方程式为COCl2+2C2H5OH→C2H5OCOC2H5+2HCl.
故答案为:COCl2+2C2H5OH→C2H5OCOC2H5+2HCl.
(5)①利用Na2S2O3滴定生成I2,I2遇淀粉显蓝色,可以用淀粉作指示剂,I2反应完毕蓝色褪去.
故答案为:淀粉.
②溶液中有溶解的氧气,氧气可以氧化I-氧化,若不除去其中溶解的氧气使生成的I2的量增大,产生偏高的误差,故加热煮沸,其主要原因是:除去其中溶解的氧气,防止氧气将I-氧化,产生偏高的误差.
故答案为:除去其中溶解的氧气,防止氧气将I-氧化,产生偏高的误差.
③令25.00mL溶液中n(Cr3+),由Cr元素守恒及方程式可得关系式2Cr3++~Cr2O72-~3I2~6Na2S2O3,根据关系式计算.
2Cr3++~Cr2O72-~3I2~6Na2S2O3,
2 6
n(Cr3+) 0.0250mol/L×0.024L
故n(Cr3+)=0.0250mol/L×0.024L×
所以250mL溶液中n′(Cr3+)=0.0250mol/L×0.024L××
=0.002mol,根据Cr元素守恒可知n(CrCl3)=n′(Cr3+)=0.002mol,所以样品中m(CrCl3)=0.002mol×158.5g/mol=0.317g,故样品中无水三氯化铬的质量分数为
×100%=96.1%.
故答案为:96.1%.
二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水.工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得.某学生拟用如图所示装置模拟工业制取并收集ClO2.
(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式: .
(2)A必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有烧杯、 ;B也必须添加温度控制装置,应该是 (填“冰水浴”或“热水浴”)装置.
(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液.已知NaClO2饱和溶液中在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2?3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2.根据如图所示的NaClO2的溶解度曲线,请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2的操作步骤:
① ;② ;③洗涤;④干燥.
(4)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液.为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00mL,稀释成100.00mL试样;量取V1mL试样加入到锥形瓶中;
步骤2:调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;
步骤3:加入淀粉指示剂,用c mol?L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL.(已知2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI)
①滴定过程中,至少须进行两次平行测定的原因是 .
②原ClO2溶液的浓度为 g?L-1(用步骤中的字母代数式表示).
正确答案
氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂.氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气.氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取,图1是模拟制取装置.
(1)装置B的作用是______;装置D的作用是______;
(2)利用图1实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后装入药品;打开分液漏斗活塞,______(请按正确的顺序填入下列步骤的序号).
①加热反应一段时间 ②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞 ④停止加热,充分冷却
(3)为了确认进入装置C的氢气已经干燥,应在B、C之间再接一装置,该装置中加入的试剂是:______.
(4)甲同学设计一个实验,测定上述实验中得到的氢化钙的纯度.请完善下列实验步骤.
①样品称量 ②加入______溶液(填化学式),搅拌、过滤 ③______(填操作名称)④______(填操作名称) ⑤称量碳酸钙
(5)乙同学利用图2装置测定上述实验中得到的氢化钙的纯度.他称取46mg 所制得的氢化钙样品,记录开始时注射器活栓停留在10.00mL刻度处,反应结束后充分冷却,活栓最终停留在57.04mL刻度处.(上述气体体积均在标准状况下测定)
试通过计算求样品中氢化钙的纯度:______.
(6)请你再设计一种氢化钙纯度的测定方法:______.
正确答案
(1)氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气,H2在发生加热反应之前需要干燥,一般用无水氯化钙,故装置B的作用是:除去氢气中的水蒸气,装置D的作用是:防止空气中的水蒸气进入C装置,
故答案为:除去氢气中的水蒸气;防止空气中的水蒸气进入C装置;
(2)有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯,实验完毕后先熄火、冷却,再停止气体生成,防止倒吸发生爆炸,故正确的操作顺序为:②①④③,
故答案为:②①④③;
(3)检验是否干燥用无水硫酸铜,因为无水硫酸铜遇水变蓝色现象很明显,
故答案为:无水硫酸铜;
(4)从最终称量碳酸钙可知,应加入碳酸钠溶液,使CaH2反应的同时得到碳酸钙沉淀,然后经过滤、洗涤、烘干、称量,确定纯度,
故答案为:Na2CO3;洗涤、烘干;
(5)由注射器D开始时活塞停留在10mL刻度处,反应结束后充分冷却,活塞最终停留57.04mL刻度处,可知生成氢气:57.04mL-10mL=47.04mL,所以氢气的质量为:×2g/mol=0.0042g=4.2mg,设混合物中氢化钙的质量为x,生成氢气质量为y,则钙的质量为46mg-x,钙与水反应生成氢气质量为4.2mg-y,则:
CaH2+2H2O═Ca(OH)2+2H2↑
42 4
X Y
所以42:4=x:y,整理的y=
Ca+2H2O═Ca(OH)2+H2↑
40 2
46mg-x 4.2mg-y
所以40:2=(46mg-x):(4.2mg-y),将y=代入,解得x=42mg,所以样品中氢化钙的纯度为:
×100%=91.30%,
故答案为:91.3%
(6)称取一定量的样品(m1g),加入盐酸溶液至不再冒气泡(反应完全),然后将溶液蒸发得到氯化钙固体(m2g),根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度,
故答案为:称取一定量的样品(m1g),加入盐酸溶液至不再冒气泡(反应完全),然后将溶液蒸发得到氯化钙固体(m2g),根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度.
A、B、C、D四种可溶性盐,知其阳离子分别是Na+、Ba2+、Cu2+、Ag+中的某一种,阴离子分别是Cl-、SO42-、CO32-、NO3-中的某一种.现做以下实验:
①将四种盐各取少量,分别溶于盛有5mL蒸馏水的四支试管中,只有B盐溶液呈蓝色.
②分别向4支试管中加入2mL稀盐酸,发现A盐溶液中产生白色沉淀,C盐溶液中有较多气泡产生,而D盐溶液无明显现象.
(1)根据上述事实,推断这四种盐的化学式分别为:
A______ B______ C______ D______
(2)写出实验步骤②中涉及到的所有反应的离子方程式:______.
正确答案
(1)B盐的溶液呈蓝色,说明B盐中含有Cu2+,分别向4支试管中加入2mL稀盐酸,发现A盐溶液中产生白色沉淀,说明A盐中含有Ag+;C盐溶液中有较多气泡产生,说明C盐中含有CO32-;又A、B、C、D四种盐均为可溶性盐,故A盐为AgNO3;C盐为Na2CO3,B盐为CuSO4;D盐为BaCl2,以此解答该题.
故答案为:AgNO3;CuSO4;Na2CO3;BaCl2;
(2)实验步骤②中涉及到的所有反应的离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓,CO32-+2H+=CO2↑+H2O,
故答案为:Ag++Cl-=AgCl↓,CO32-+2H+=CO2↑+H2O.
下图是中学化学中常见的实验装置。
(1)用上述仪器组合制备气体。
①若B中盛放浓硫酸,A、B、C组合后能制取的气体是_________
a.H2 b.H2S c.CO2 d.C2H4 e.C2H2。
②A、B、C组合后检查气密性的方法是_________________
③若要快速制取并得到干燥的NH3,正确的仪器组否是___________(按制气装置顺序填仪器的编号字母),制气所选用的固体药品是__________。
④若用亚硫酸钠固体与硫酸反应制取SO2,应选择的正确仪器组合是_____________ (按制气装置顺序填仪器的编号字母),将SO2通入少量的澄清石灰水中,没有明显现象,产生此现象的原因是_______________________
(2)甲同学用A、B组合来验证O2的氧化性大于S的氧化性,分液漏斗中盛放的是____________,B中出现的现象为_____________
(3)乙同学用A、B组合验证盐酸、碳酸、硅酸的酸性依次减弱,B中发生反应的离子方程式为___________________。
正确答案
(1)①c;②先关闭分液漏斗的活塞,向C中加水没过导管口,双手捂住A 中的广口瓶,若C中导管口有气泡冒出,手松开后,导管中水位上升形成一段水柱,证明气密性良好;③AFE; 固体氢氧化钠(或生石灰);④ABDG;SO2与氢氧化钙反应,生成亚硫酸钙沉淀,过量的SO2又与亚硫酸钙反应,生成能溶于水的亚硫酸氢钙
(2)过氧化氢(或H2O2);有淡黄色固体生成
(3)SiO42-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-
某兴趣小组探究以卤水为原料制取Br2原理.
(1)甲同学设计以卤水为原料制取Br2实验,流程如图1,其中操作1使用的试剂是______,所用的玻璃仪器名称是______.
(2)要想除去液溴中少量Cl2,可在液溴中加入______(填序号)后再萃取分液即可.
①亚硫酸钠溶液 ②浓NaOH溶液 ③氢溴酸
(3)乙同学提出工业从海水中提取溴的过程如图2,其中操作1已获得Br2,操作2又将Br2还原为Br-,其目的为______.
(4)上述操作2用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为______,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是______.为了解从工业溴中提纯溴的方法,他们查阅了有关资料见下表,后设计实验装置如下图:
(5)蒸馏装置连接部分都用磨口玻璃接口,而不用橡胶管和橡胶塞连接,是因为:______,图中仪器B的名称:______.
(6)实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件:______.C中液体产物颜色为______.
正确答案
(1)通入氯气氧化溴离子得到溴单质,利用萃取分液的办法得到下层溶液中含溴单质,所以操作1使用的试剂是四氯化碳;分液用到的玻璃仪器为分液漏斗、锥形瓶,
故答案为:四氯化碳;分液漏斗、锥形瓶;
(2)要想除去液溴中少量Cl2,需要加入氢溴酸后再萃取分液;亚硫酸钠和氢氧化钠溶液都和氯气、溴单质发生反应;所以选项中只有③符合,
故答案为:③;
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源,转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质,用于富集溴元素,
故答案为:富集溴元素;
(4)二氧化硫吸收溴单质发生反应,SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HCI,离子方程式为SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-,环境保护主要是减少SO2气体的损耗和排放,工业生产中应解决的主要问题是反应生成了两种强酸,易腐蚀设备,
故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,强酸对设备的严重腐蚀.
(5))控制温度59℃,使溴单质挥发,通过冷凝得到呈深红棕色的液态溴单质,同时避免污染环境,最后进行尾气吸收,由于溴单质是一种强氧化剂,易腐蚀橡胶制品,所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管,由装置图可知,提纯溴利用的原理是蒸馏,仪器B为冷凝管,
故答案为:溴会腐蚀橡胶;冷凝管;
(6)达到提纯溴的目的,操作中应控制的关键条件是把温度控制在溴的沸点59°C,并收集该温度下的馏分,C中液体产物颜色为液溴红棕色;该产物中仍残留的少量Cl2,加入NaBr溶液发生反应:2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2,可以除去氯气,生成的溴单质可以用蒸馏的方法得到,
故答案:注意观察温度计读数,控制好水浴温度,并收集 59℃时的馏分;深棕红色.
现有失去标签的CaCl2、AgNO3、HCl、和Na2CO3四瓶溶液.为了确定四种溶液的成分,将它们编号为A、B、C、D后进行化学实验.实验记录如下:
根据上述实验完成下列各小题:
(1)A、B、C、D四瓶溶液分别是(用化学式表示所含溶质)A______B______C______D______
(2)写出B与D反应的离子方程式______写出B与C反应的离子方程式______.
正确答案
根据实验现象,A+B反应无明显现象,可确定A和B为CaCl2和HCl,再结合B+D反应有无色无味气体放出,反应的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O,可推出B为HCl,D为Na2CO3,C+B反应有白色沉淀生成,可推出C为AgNO3,反应的离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓,最后根据A+D反应有白色沉淀生成,推出A为CaCl2.
(1)由以上分析可知A为CaCl2,B为HCl,C为AgNO3,D为Na2CO3,故答案为:CaCl2;HCl;AgNO3;Na2CO3;
(2)B为HCl,D为Na2CO3,反应有无色无味气体放出,反应的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O,
B为HCl,C为AgNO3,反应的离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓,
故答案为:CO32-+2H+=CO2↑+H2O;Ag++Cl-=AgCl↓.
在实验室里可用如图1所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质.
图1中:①为氯气发生装置;②的试管里盛有15mL 30% KOH溶液,并置于水浴中;③的试管里盛有15mL 8% NaOH溶液,并置于冰水浴中;④的试管里加有紫色石蕊试液;⑤为尾气吸收装置.请填写下列空白:
(1)装置①是氯气发生装置,蒸馏烧瓶中盛放MnO2固体,其反应的化学方程式为______.
(2)如果实验室中MnO2用完了,则下列物质可能可以用来代替MnO2制Cl2的是:______.(已知氧化性强弱顺序为:NaBiO3>PbO2>MnO2>Na2O2>FeCl3)
A.NaBiO3 B.FeCl3 C.PbO2 D.Na2O2
(3)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件,二者的差异是:①______; ②______.
(4)反应完毕经冷却后,②的试管中有大量晶体析出.如图2中符合该晶体溶解度曲线的是______(填写编号字母);从②的试管中分离出该晶体的方法是______(填写实验操作名称).
(5)根据④的试管里紫色石蕊试液的颜色变化可否证明氯气的强氧化性______.为什么?______.
(6)若②的试管溶液中不但有KClO3生成还有KClO生成,且二者的物质的量之比为1:2,则该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为:______.
正确答案
(1)在加热的条件下,二氧化锰把浓盐酸氧化,生成氯气,
反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)已知氧化性强弱顺序为:NaBiO3>PbO2>MnO2>Na2O2>FeCl3,则可选用NaBiO3、PbO2,
由于过氧化钠和水反应生成氢氧化钠,与氯气反应,不能选用,氯化铁氧化性比氯气弱,不能用于制备氯气,
故答案为:A、C;
(3)根据题中信息可知,在加热条件下,氯气与浓KOH溶液反应生成氯酸钾,在常温以下,氯气与稀NaOH溶液反应生成次氯酸钠,二者反应的浓度和温度都不相同,
故答案为:①制取温度不同;②制取时碱的浓度也不同;
(4)反应完毕经冷却后,②的试管中有大量晶体析出,说明溶质的溶解度随温度的降低而降低,只有M符合,不溶性固体与液体的分离常采用过滤的方法,
故答案为:M;过滤;
(5)氯气溶于水生成次氯酸和盐酸,因为次氯酸具有强氧化性,能把石蕊试液氧化而褪色,不能证明氯气的强氧化性,
故答案为:不可;石蕊溶液褪色的是因为HClO的强氧化性而不是Cl2;
(6)若②的试管溶液中不但有KClO3生成还有KClO生成,且二者的物质的量之比为1:2,设生成1molKClO3,
2molKClO.则失去电子数目为1×(5-0)+2×(1-0)=7,氯气被还原生成KCl,则应得到7mol电子,生成7molKCl,5Cl2+10KOHKClO3+2KClO+7KCl+5H2O,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为7:3,
故答案为:7:3.
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