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简答题

(10分)实验室现需配制物质的量浓度为1 mol·L-1的NaOH溶液480 mL。

(1)实验过程中用到的玻璃仪器有:烧杯、量筒、胶头滴管、________、________。

(2)要配制此溶液,需要称量NaOH固体的质量为________。

(3)配制好的NaOH溶液不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶存放,请解释原因(用化学方程式表示)________________________________。

(4)若将此溶液长期暴露在空气中,最终转化为________,取一定量的该物质溶于水配制成饱和溶液,通入CO2气体后发现溶液变浑浊,写出发生反应的化学方程式

____________________________________。

正确答案

(1)500 mL容量瓶 玻璃棒

(2)20 g

(3)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O

(4)Na2CO3 Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓

实验室容量瓶的容量有50 mL、100 mL、150 mL、200 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等,另外需要注意,所配溶液体积大于所需溶液体积;NaOH溶液能腐蚀玻璃,可用玻璃瓶保存,但不能用磨口玻璃塞;NaOH溶液在空气中吸收CO2而变成Na2CO3,Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体后,生成溶解度较小的NaHCO3晶体,而使溶液变浑浊。

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简答题

溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:

 

按下列合成步骤回答问题:

(1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生,是因为生成了       气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是                                         

(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:

①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;

②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是                                                 

③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是                                                           

(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为       ,要进一步提纯,下列操作中必须的是       (填入正确选项前的字母)。

A.重结晶      B.过滤     C.蒸馏     D.萃取

(4)在该实验中,a的容积最适合的是       (填入正确选项前的字母)。

A.25 mL     B.50 mL      C.250 mL      D.500 mL

正确答案

(1)HBr 吸收HBr和Br2 (2)②除去HBr和未反应的Br2 ③干燥

(3)苯 C (4)B

根据苯和溴反应制备溴苯的条件知铁屑起催化作用,然后对产物进行分离和提纯。

(1)苯和溴在催化剂作用下反应,产生的HBr具有挥发性,看到有白雾产生。由于该反应放热,而液溴具有挥发性,故挥发出的气体是Br2和HBr,用NaOH溶液吸收。

(2)(3)反应完毕后,反应容器中的主要成分是溴苯,还有未反应的苯和Br2及生成的HBr,加入NaOH除去HBr和未反应的Br2。再水洗,用CaCl2进一步进行干燥,最后根据苯和溴苯的沸点不同进行蒸馏分离。

(4)烧瓶作为反应容器时,液体的体积不超过容积的,而液体的体积为15 mL+4 mL=19 mL,故容积选择50 mL。

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简答题

下图为某套实验装置示意图,其中加热装置和部分药品等均已经省略(装置①和装置②为气体发生装置)。

(1)甲同学用此装置(在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶)制备NO2并验

证其性质。装置①用于实验室制备NH3,用装置②制备过量O2。装置①中发生

反应的化学方程式是                。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气

体生成且越接近U型管底部颜色越浅,请解释原因                       

(2)乙同学用此套装置合成SO3,B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中

若盛放酸性K2Cr2O7溶液,则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是             (生成物中Cr以Cr3+形式存在);现欲制得纯净干燥的SO3,若C中盛放NaOH溶液,则此装置中存在明显不足,应如何改进                   (从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换,并用简要文字说明补充和替换的位置)。

(3)丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率(装置①、装置②分别制

NO和NH3),将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。

请回答:装置⑦的作用可能是           ;若进入装置⑤的NO共22.4L(已折算为标准状况,下同),氨气过量,最后收集到标准状况下11.2LN2,则NO的转化率是            

正确答案

(1)实验室制取氨气的反应是,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+NH3+2H2O 因为氨气催化氧化生成NO,2NO+O2=2NO2,2NO2(红棕)N2O4(无色),正反应是放热,U型管底部的温度降低,上述平衡向右移动,NO2的浓度降低,颜色变浅。

(2)Cr2O72-+3SO2+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O

将e、m依次连接在B、C之间或将C装置换成f

(3)吸收未反应的NO    60%

(1))实验室制取氨气的反应是,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+NH3+2H2O 因为氨气催化氧化生成NO,2NO+O2=2NO2,2NO2(红棕)N2O4(无色),正反应是放热,U型管底部的温度降低,上述平衡向右移动,NO2的浓度降低,颜色变浅。

(2)酸性K2Cr2O7溶液氧化未反应的二氧化硫,

Cr2O72-+3SO2+2H+=2Cr3++3SO42-+H2O,此装置中存在明显不足是易发生倒吸且空气的水蒸气进入B中,得不到纯净干燥的三氧化硫,需在B、C之间依次加装置e、m,e装置防止空气的水蒸气进入B,m是安全瓶的起防止倒吸,或将C装置换成f装置,既可以吸收二氧化硫,还可防倒吸现象,防止水蒸气进入B中。

(3)装置⑥的作用是吸收未反应的的氨气,则⑦的作用是吸收未反应的NO;根据反应方程式有6NO—5N2,生成标准状况下11.2LN2,消耗NO的物质的量为0.6mol,原有NO的物质的量是22.4L/22.4L/mol=1mol,则NO转化率是60%。

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简答题

(14分)为了除去KCl溶液中少量的MgCl2、MgSO4,可选用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三种试剂,按如下步骤操作:

(1)写出上述试剂的化学式:A              , B            

(2) 上述操作Ⅰ所用玻璃仪器的名称是                                     

操作Ⅱ的名称是          

(3) 加过量A时发生有关反应的离子反应方程式为:

                                   、                                   。

(4)检验B是否过量的方法是                                              

                                                                           

正确答案

(14分)(1)A   Ba(OH)2     B  K2CO3    (2) 漏斗、玻璃棒、烧杯; 蒸发

(3)   Mg2 +2OH =Mg(OH)2 ↓  、 Mg2 +SO42― +Ba2 +2OH =Mg(OH)2 ↓+BaSO4↓  。

(4)取滤液少许,加入稀盐酸,产生气泡现象,说明K2CO3过量

试题分析:氯化镁和硫酸镁都可以用氢氧化钡除去,而过量的氢氧化钡可以利用碳酸钾除去,因此A是氢氧化钡,B是碳酸钾,过滤后用盐酸进行酸化,所以C是氯化钾。而从氯化钾溶液中得到氯化钾晶体时应该通过蒸发结晶的方法。

点评:把物质中混有的杂质除去而获得纯净物叫提纯;将相互混在一起的不同物质彼此分开而得到相应组分的各纯净物叫分离。在解答物质分离提纯试题时,选择试剂和实验操作方法应遵循三个原则:

1. 不能引入新的杂质(水除外)。即分离提纯后的物质应是纯净物(或纯净的溶液),不能有其他物质混入其中。

2. 分离提纯后的物质状态不变。

3. 实验过程和操作方法简单易行。即选择分离提纯方法应遵循先物理后化学,先简单后复杂的原则。

分离提纯方法的选择思路是根据分离提纯物的性质和状态来定的。具体如下:

1. 分离提纯物是固体(从简单到复杂方法) :加热(灼烧、升华、热分解) ,溶解,过滤(洗涤沉淀) ,蒸发,结晶(重结晶) ,电精炼。

2. 分离提纯物是液体(从简单到复杂方法) :分液,萃取,蒸馏。

3. 分离提纯物是胶体:盐析或渗析。

4. 分离提纯物是气体:洗气。

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简答题

硫酸亚铁铵[ (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体,易溶于水,不溶于酒精,在水中的溶解度比FeSO4或(NH4)2SO4都要小。实验室中常以废铁屑为原料来制备,其步骤如下:

步骤1:铁屑的处理。将废铁屑放入热的碳酸钠溶液中浸泡几分钟后,用下所示方法分离出固体并洗涤、干燥。

步骤2:FeSO4溶液的制备。将处理好的铁屑放入锥形瓶,加入过量的3 mol·L1H2SO4溶液,加热至充分反应为止。趁热过滤(如图所示),收集滤液和洗涤液。

步骤3:硫酸亚铁铵的制备。向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤后得到硫酸亚铁铵晶体。

请回答下列问题:

(1)步骤1中图13分离方法称为     法。

(2)步骤2中有一处明显不合理的是     。趁热过滤的理由是     

(3)步骤3加热浓缩过程中,当     时停止加热。用无水乙醇洗涤晶体的原因是     

(4)FeSO4·7H2O在潮湿的空气中易被氧化成Fe(OH)SO4·3H2O,写出该反应的化学方程式     

正确答案

(1)倾析法2分)

(2)应该铁屑过量(或反应后溶液中必须有铁剩余),否则溶液中可能有Fe3+存在(2分)

减少溶质损失             (2分)

(3)浓缩至液体表面出现晶膜(2分)

硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇,乙醇可以除去其表面的水分   (2分)

(4)4[FeSO4·7H2O]+ O2  ="==" 4[Fe(OH)SO4·3H2O] + 14H2O    (2分)

(1)倾析法:简易的分离不溶物与溶液的操作

(2)为防止亚铁离子被氧化,应保证铁的过量:2Fe3+Fe=3Fe2+

低温下,FeSO4的溶解度较小,易造成FeSO4的损失

(3)蒸发浓缩至液体表面出现晶膜为准;

产品硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇,用乙醇洗涤可减小其损失,并且乙醇与水互溶,除去产品表面的水分

(4)4[FeSO4·7H2O]+ O2  ="==" 4[Fe(OH)SO4·3H2O] + 14H2O

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