- 比色法
- 共1072题
芳香族反应试剂、产物的物理常数：
主要实验装置和流程如下：
图1回流搅拌装置
图2抽滤装置
实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中，在90℃时，反应一段时间，再停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯．
（1）无色液体A的结构简式为______．操作Ⅱ为______．
（2）如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是______．
（3）下列关于仪器的组装或者使用正确的是______．
A．抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C．图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D．冷凝管中水的流向是下进上出
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入______，分液，水层再加入______，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸．
（5）纯度测定：称取1.220g产品，配成100mL溶液，取其中25.00mL溶液，进行滴定，消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol．产品中苯甲酸质量分数为______．
正确答案
解：一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液体采用分液方法分离，根据实验目的知，从而得到有机层和水层，有机层中含有甲苯、水层中含有苯甲酸，有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A，A是甲苯，将水层盐酸酸化再蒸发浓缩，根据苯甲酸的溶解度知，得到的固体B是苯甲酸，
（1）A是甲苯，其结构简式为：
故答案为：
（2）如果滤液呈紫色，说明高锰酸钾过量，要先加亚硫酸氢钾，除去未反应的高锰酸钾，否则浓盐酸酸化时可能被高锰酸钾氧化成氯气，
故答案为：除去未反应的高锰酸钾氧化剂，否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化，产生氯气；
（3）A．抽滤时，瓶中压强较小，可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，故A正确；
B．为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计，因此不能与它们接触，所以在搅拌时，搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触，故B正确；
C．沸水浴加热便于控制温度和使容器受热均匀，图1回流搅拌装置应采用水浴加热的方法，故C错误；
D．冷凝管中水的流向与蒸汽的流向相反，则冷凝管中水的流向是下进上出，故D正确；
故答案为：ABD；
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入，应该先加NaOH溶液，甲苯与NaOH不反应，苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠，分液，苯甲酸钠溶液中加盐酸可以制得苯甲酸，
故答案为：NaOH溶液；浓盐酸酸化；
（5）设苯甲酸的物质的量浓度为x，则25mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量为0.025xmol，
C6H5COOH+KOH→C6H5COOK+H2O
1mol 1mol
0.025xmol 2.40×10-3mol
1mol：1mol=0.025xmol：2.40×10-3mol
x=
则100mL苯甲酸中苯甲酸的质量=0.096mol/L×0.1L×122g/mol=1.1712g，其质量分数=
故答案为：96%．
解析
解：一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液体采用分液方法分离，根据实验目的知，从而得到有机层和水层，有机层中含有甲苯、水层中含有苯甲酸，有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A，A是甲苯，将水层盐酸酸化再蒸发浓缩，根据苯甲酸的溶解度知，得到的固体B是苯甲酸，
（1）A是甲苯，其结构简式为：
故答案为：
（2）如果滤液呈紫色，说明高锰酸钾过量，要先加亚硫酸氢钾，除去未反应的高锰酸钾，否则浓盐酸酸化时可能被高锰酸钾氧化成氯气，
故答案为：除去未反应的高锰酸钾氧化剂，否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化，产生氯气；
（3）A．抽滤时，瓶中压强较小，可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，故A正确；
B．为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计，因此不能与它们接触，所以在搅拌时，搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触，故B正确；
C．沸水浴加热便于控制温度和使容器受热均匀，图1回流搅拌装置应采用水浴加热的方法，故C错误；
D．冷凝管中水的流向与蒸汽的流向相反，则冷凝管中水的流向是下进上出，故D正确；
故答案为：ABD；
（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入，应该先加NaOH溶液，甲苯与NaOH不反应，苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠，分液，苯甲酸钠溶液中加盐酸可以制得苯甲酸，
故答案为：NaOH溶液；浓盐酸酸化；
（5）设苯甲酸的物质的量浓度为x，则25mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量为0.025xmol，
C6H5COOH+KOH→C6H5COOK+H2O
1mol 1mol
0.025xmol 2.40×10-3mol
1mol：1mol=0.025xmol：2.40×10-3mol
x=
则100mL苯甲酸中苯甲酸的质量=0.096mol/L×0.1L×122g/mol=1.1712g，其质量分数=
故答案为：96%．
硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、A12O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有______．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min，若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是______（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于______，检验Fe3+已经除尽的试剂是______；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=______mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是______．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g．药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于______（用含a、b的表达式表示）．
正确答案
解：（1）硫铁矿烧渣是一种工业废渣（含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质），依据流程分析，加入碳还原会和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，硫铁矿燃烧会生成二氧化硫，生成的污染性气体为一氧化碳和二氧化硫，
故答案为：CO、SO2；
（2）在空气中“酸浸”时间过长，溶液中Fe2+含量将下降的原因是亚铁离子在酸性溶液中被氧气氧化为铁离子，反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；
（3）除去Fe3+和Al3+，依据图表中沉淀所需PH分析，溶液PH小于7.11时，亚铁离子不沉淀，铁离子和铝离子完全沉淀，检验铁离子可以使用KSCN溶液；溶液pH=5时，溶液中氢氧根离子浓度为：1×10-9mol/L，Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33，c（Al3+）=
故答案为：7.11；KSCN溶液； 2.0×10-6；
（4）将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，防止混入杂质，需要对沉淀继续洗涤干燥，
故答案为：洗涤或洗涤、干燥；
（5）制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，制取的红氧化铁bg中含有的铁的物质的量应该大于：
故答案为：
解析
解：（1）硫铁矿烧渣是一种工业废渣（含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质），依据流程分析，加入碳还原会和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，硫铁矿燃烧会生成二氧化硫，生成的污染性气体为一氧化碳和二氧化硫，
故答案为：CO、SO2；
（2）在空气中“酸浸”时间过长，溶液中Fe2+含量将下降的原因是亚铁离子在酸性溶液中被氧气氧化为铁离子，反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O；
（3）除去Fe3+和Al3+，依据图表中沉淀所需PH分析，溶液PH小于7.11时，亚铁离子不沉淀，铁离子和铝离子完全沉淀，检验铁离子可以使用KSCN溶液；溶液pH=5时，溶液中氢氧根离子浓度为：1×10-9mol/L，Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33，c（Al3+）=
故答案为：7.11；KSCN溶液； 2.0×10-6；
（4）将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，防止混入杂质，需要对沉淀继续洗涤干燥，
故答案为：洗涤或洗涤、干燥；
（5）制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，制取的红氧化铁bg中含有的铁的物质的量应该大于：
故答案为：
某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾．其设计的实验过程为（粗制氧化铜中还含有较多的铜）：
完成下列填空：
（1）铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时除三脚架、坩埚钳、泥三角外，实验所需的仪器还须有______．
（2）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、______、冷却结晶、______、自然干燥．
（3）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比途径Ⅱ的优点是：______、______．
（4））在测定所得胆矾（CuSO4•xH2O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行______次．
（5）若测定结果x值偏高，可能的原因是______
a．加热温度过高 b．胆矾晶体的颗粒较大
c．加热后放在空气中冷却 d．胆矾晶体部分风化．
正确答案
解：（1）样品需要放在瓷坩埚中、用酒精灯加热、加热时将瓷坩埚放在三脚架上的泥三角上加热、加热过程中需要用玻璃棒搅拌、移动瓷坩埚需要使用坩埚钳、加热后放在石棉网上冷却，所以灼烧时除三脚架、坩埚钳、泥三角外，实验所需的仪器还须有：瓷坩埚、酒精灯、玻璃棒，
故答案为：瓷坩埚、酒精灯、玻璃棒；
（2）由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体，经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液，冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体，
故答案为：蒸发；过滤；
（3）比较反应的两个途径，途径Ⅰ有浓硫酸参加反应，消耗较多硫酸，并产生污染性二氧化硫气体，所以与途径Ⅰ相比途径Ⅱ的优点是：产生等量胆矾途径 II消耗硫酸少，途径II不会产生污染大气的气体
故答案为：产生等量胆矾途径 II消耗硫酸少；途径II不会产生污染大气的气体；
（4）测定所得胆矾（CuSO4•xH2O）中结晶水x值，应称量坩埚的质量，坩埚和晶体的质量，加热后坩埚的质量，加热后再称量一次坩埚的质量，判断质量是否在误差允许范围内及两次值是否相差不超过0.1g，共称量4次，
故答案为：4；
（5）a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大，导致结果偏大，故a正确；
b．胆矾晶体的颗粒较大，会导致晶体解热分解不完全，质量变化偏小，结果偏小，故b错误；
c．加热后放在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，结果偏小，故c错误；
d．胆矾晶体部分风化，会使水的含量较小，结果偏小，故d错误．
故答案为：a．
解析
解：（1）样品需要放在瓷坩埚中、用酒精灯加热、加热时将瓷坩埚放在三脚架上的泥三角上加热、加热过程中需要用玻璃棒搅拌、移动瓷坩埚需要使用坩埚钳、加热后放在石棉网上冷却，所以灼烧时除三脚架、坩埚钳、泥三角外，实验所需的仪器还须有：瓷坩埚、酒精灯、玻璃棒，
故答案为：瓷坩埚、酒精灯、玻璃棒；
（2）由硫酸铜溶液制得硫酸铜晶体，经过滤后加热蒸发硫酸铜溶液，冷却结晶后、过滤、干燥后可得纯净的硫酸铜晶体，
故答案为：蒸发；过滤；
（3）比较反应的两个途径，途径Ⅰ有浓硫酸参加反应，消耗较多硫酸，并产生污染性二氧化硫气体，所以与途径Ⅰ相比途径Ⅱ的优点是：产生等量胆矾途径 II消耗硫酸少，途径II不会产生污染大气的气体
故答案为：产生等量胆矾途径 II消耗硫酸少；途径II不会产生污染大气的气体；
（4）测定所得胆矾（CuSO4•xH2O）中结晶水x值，应称量坩埚的质量，坩埚和晶体的质量，加热后坩埚的质量，加热后再称量一次坩埚的质量，判断质量是否在误差允许范围内及两次值是否相差不超过0.1g，共称量4次，
故答案为：4；
（5）a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大，导致结果偏大，故a正确；
b．胆矾晶体的颗粒较大，会导致晶体解热分解不完全，质量变化偏小，结果偏小，故b错误；
c．加热后放在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，结果偏小，故c错误；
d．胆矾晶体部分风化，会使水的含量较小，结果偏小，故d错误．
故答案为：a．
草酸作为一种很重要的化工原料，某一个学习小组的同学拟用甘蔗渣为原料用水解一氧化一水解的技术来制取草酸如图1
Ⅰ、步骤④是减压抽滤（如图2），其优点是：______，当抽滤完毕或中途停止抽滤时，为了防止自来水倒吸入B装置，最佳的操作是______．
Ⅱ、该小组同学为了确定产品H2C2O4•xH2O中的x值，进行下列实验：
①取w g产品配成100mL水溶液；
②量取25.00mL草酸溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4后，用浓度为c mol•L-1KMnO4溶液滴定． 请回答下列问题：
（1）实验①中，需要用到的玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、胶头滴管和______．
（2）写出草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式：______．
（3）若滴定时，前后两次读数分别为a mL和b mL，由此计算出该草酸晶体的x值是______
Ⅲ、该小组同学在做实验Ⅱ②时发现向草酸溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时，溶液褪色总是先慢后快，即反应速率由小变大．为此，他们设计了实验进行探究：
【实验用品】：仪器：试管（若干个并编号①，②，③…）、胶头滴管（若干支）、秒表
试剂：0.1mol/L H2C2O4溶液、0.1mol/L KMnO4溶液、稀硫酸、MnSO4固体
【实验内容】：实验（1）：在①号和②号试管中分别先加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液，然后各加10滴稀硫酸，且在②号试管中加入少量硫酸锰固体．再在两支试管中各加入5滴0.1mol/LKMnO4溶液．现象如下（表1）
实验（2）：在①号和②号试管中分别加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液，在②号试管中再滴加l0滴稀硫酸，然后在两支试管中各加入5滴0.1mol/L 的高锰酸钾溶液．现象如下（表2）
实验（3）：在①号、②号和③号试管中分别加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液，然后在①、②、③号试管中依次加入10滴、l mL、2mL稀硫酸溶液，然后各加入5滴0.1mol/L的高锰酸钾溶液，然后置于温度为65℃的水浴中加热．观察现象如下（表3）．
（1）设计实验（1）对应的假设是______．
实验（1）得出的结论是______．
（2）由实验（2）和实验（3）得出的结论是______．
正确答案
加快过滤速度、得到较干燥的沉淀
慢慢打开活塞d，然后关闭水龙头
100mL容量瓶
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
反应产物中的Mn2+可能是反应的催化剂
Mn2+（或硫酸锰）在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率[或需要Mn2+（硫酸锰）作催化剂]，假设1成立
由表2和表3的实验结果可知：硫酸对草酸和高锰酸钾溶液的反应有影响，加入少量硫酸，可促进草酸和KMnO4溶液反应，而加入大量硫酸，草酸和高锰酸钾溶液的反应速率开始比较慢，随着反应的进行，褪色速率加快，温度对该反应速率影响不大
解析
解：Ⅰ、（1）减压的操作优点是：可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀；抽滤完毕停止抽滤时，为防止倒吸，为保持内外压强的平衡，先慢慢打开活塞d，然后关闭水龙头，
故答案为：加快过滤速度、得到较干燥的沉淀；慢慢打开活塞d，然后关闭水龙头；
Ⅱ、（1）配制准确浓度的草酸溶液，所需要的实验仪器主要有天平（含砝码）称固体、烧杯溶解固体、100mL容量瓶配制溶液、胶头滴管定容、玻璃棒搅拌引流等，所以缺少玻璃仪器为100mL容量瓶，
故答案为：100mL容量瓶；
（2）草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，生成锰离子、二氧化碳、水，该离子反应为5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，
故答案为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
（3）滴定管的刻度由上而下刻度增大，滴定前后两次读数分别为amL和bmL，故消耗KMnO4溶液体积（b-a）mL，
n（KMnO4）=c mol•L-1×（b-a）×10-3L=c×（b-a）×10-3mol，
根据关系式2KMnO4～5H2C2O4可知25.0mL草酸溶液中n（H2C2O4）=2.5×c×（b-a）×10-3mol，
则100mL草酸溶液中n′（H2C2O4）=2.5×c×（b-a）×10-3mol×
草酸晶体中草酸的质量为c×（b-a）×10-2mol×90g/mol=0.9c（b-a）g，
由化学式可知：
故答案为：
【实验内容】：（1）根据表中数据知，有硫酸锰的溶液褪色时间短，反应速率快，没有硫酸锰的溶液褪色时间长、反应速率慢，说明硫酸锰作催化剂而加快反应速率，所以可假设：反应产物中的Mn2+可能是反应的催化剂，
故答案为：反应产物中的Mn2+可能是反应的催化剂；Mn2+（或硫酸锰）在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率[或需要Mn2+（硫酸锰）作催化剂]，假设1成立；
（2）根据实验（2）、（3）表2和表3的实验结果可知：温度不同其褪色时间不同，说明温度对该反应速率有影响，根据实验（3）知，混合溶液中硫酸浓度不同其褪色时间不同，说明硫酸对草酸和KMnO4溶液的反应有影响，加入少量硫酸，可促进草酸和KMnO4溶液反应，褪色时间变短，而加入大量硫酸，反应速率比较小，褪色时间加长，说明温度对该反应速率影响不大，
故答案为：由表2和表3的实验结果可知：硫酸对草酸和高锰酸钾溶液的反应有影响，加入少量硫酸，可促进草酸和KMnO4溶液反应，而加入大量硫酸，草酸和高锰酸钾溶液的反应速率开始比较慢，随着反应的进行，褪色速率加快，温度对该反应速率影响不大．
第一步：金属Sn的制备--以锡石SnO2为原料，用足量的焦炭作还原剂，在高温下可制得粗锡，该反应的化学方程式为：______，粗锡经电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极反应式为______．
第二步：SnCl4的制备--用干燥、纯净的Cl2与熔融的Sn反应制SnCl4，同时放出大量的热．已知SnCl4常温下是无色液体，沸点114℃，遇潮湿空气便发生水解反应，Sn的熔点：231℃，右图是制取SnCl4的实验装置．
试回答以下问题：
（1）装置A中反应的化学方程式为______；
（2）当反应生成SnCl4时，应熄灭______处的酒精灯，理由是______；
（3）装置B的主要缺点是______，装置D的主要缺点是______；
（4）即使装置B和装置D进行改进后，老师说该实验装置设计仍不完整，请你协助该研究小组设计出所缺装置（须标出试剂的名称）并在下边方框中画出．
正确答案
解：利用质量守恒定律和写出化学方程式，应为SnO2+2C
（1）A为实验室制备氯气的反应，化学方程式为：MnO2+4HCl（浓）
（2）该反应放热，停止加热B装置，可依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；故答案为：B；依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；
（3）反应需控制在一定温度范围之内，需要温度计；根据题意知SnCl4遇潮湿空气便发生水解反应，生成物应干燥，在装置D后应连接一个装有碱石灰的干燥管可达到目的，故答案为：缺少温度计；装置D后应连接一个装有碱石灰的干燥管；
（4）A制得的氯气没有除杂和干燥，会导致SnCl4水解，不利于SnCl4制备，则在A、B之间加除杂和干燥装置，故答案为：
解析
解：利用质量守恒定律和写出化学方程式，应为SnO2+2C
（1）A为实验室制备氯气的反应，化学方程式为：MnO2+4HCl（浓）
（2）该反应放热，停止加热B装置，可依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；故答案为：B；依靠反应放出的热量维持Sn的熔化；
（3）反应需控制在一定温度范围之内，需要温度计；根据题意知SnCl4遇潮湿空气便发生水解反应，生成物应干燥，在装置D后应连接一个装有碱石灰的干燥管可达到目的，故答案为：缺少温度计；装置D后应连接一个装有碱石灰的干燥管；
（4）A制得的氯气没有除杂和干燥，会导致SnCl4水解，不利于SnCl4制备，则在A、B之间加除杂和干燥装置，故答案为：
扫码查看完整答案与解析