2.某研究小组同学为探究锌与硫酸反应生成SO2、H2的临界浓度(浓硫酸能与锌反应生成SO2的最低浓度)设计了如下实验。在大试管A中加入mL18mol/L硫酸,向连接在塑料棒上的多孔塑料球内加入足量的锌粒(塑料棒可以上下移动),在试剂瓶D中加入足量的浓NaOH溶液(加热和夹持装置已省略)。
已知:锌与浓硫酸接触,开始时反应缓慢,可以适当加热以加速其反应,当有大量气泡生成时,该反应速率会明显加快并伴有大量的热放出。
(1)请写出锌与硫酸反应产生SO2的化学方程式_______________________________。
(2)在组装仪器之后,加入试剂之前必须进行的操作是_________________________。
(3)长导管B的作用是__________________________,如果没有这个设计,最终测定的临界浓度会_______。(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
(4)装置中干燥管C的作用是______________________________________________。
(5)反应结束后向D装置中加入足量的H2O2溶液和足量的BaCl2溶液,充分反应后将所得沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得到固体质量为a克,则浓硫酸与锌反应的临界浓度为:_________mol/L。(用含a的计算式表示,忽略体积变化)
(6)某同学通过联系氧化还原反应的相关知识,认为也可以利用硫酸酸化的高锰酸钾溶液对D中的SO32-进行滴定,通过滴定出的SO32-的物质的量计算临界浓度,你认为他的这一想法是否可行,为什么?__________________________________________。
3.过氧化钙(CaO2)是一种白色晶体,无臭无味,能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应;不溶于醇类、乙醚等,易与酸反应,常用作杀菌剂、防腐剂等。通常利用CaCl2在破性条件下与H2O2反应制得。某化学兴趣小组在实验室制备CaO2的实验方案和装置示意图(图一)如下:
请回答下列问题:
(1)三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为___________________________________;
(2)支管B的作用是___________________________________;
(3)步骤3中洗涤CaO2·8H2O的液体X的最佳选择是______;
A.无水乙醇B.浓盐酸C.水D.CaCl2溶液
(4)过氧化钙可用于长途运输鱼苗,这体现了过氧化钙___________的性质;
A.可缓慢供氧B.能吸收鱼苗呼出的CO2气体C.能潮解D.可抑菌
(5)已知CaO2在℃时能迅速分解,生成CaO和O2。该小组采用如图二所示的装置测定刚才制备的产品中CaO2的纯度(设杂质不分解产生气体)
①检查该装置气密性的方法________________________;②使用______(填仪器名称)准确称取0.g样品,置于试管中加热使其完全分解,收集到33.60mL(已换算为标准状况)气体,则产品中过氧化钙的质量分数为__________________(保留4位有效数字)
4.碘量法测定废水中的硫化物的实验装置如下图。按图连接好装置,检查气密性。移取足量的醋酸锌溶液于两支吸收管中,取mL水样于反应瓶中,通入氮气一段时间,移取10mL盐酸于反应瓶中,80℃加热,继续通入氮气。关闭氮气后,往两个吸收管中各加入0.mol·L-1的碘标准溶液50mL(过量),再加入盐酸3mL,静置。加入淀粉指示液,用0.mol·L-1的硫代硫酸钠标准溶液对两支吸收管中的液体进行滴定,共消耗80mLNa2S2O3溶液
已知:废水中的硫化物酸性条件下易转化为剧毒硫化氢且醋酸锌可用于完全吸收硫化氢生成硫化锌沉淀。回答下列问题:
(1)上图反应器的名称是_____。通入氮气的目的是:反应前_____,反应后_____。
(2)实验室采用块状硫化亚铁与稀硫酸反应制取H2S,下列发生装置中可选用的是_____(填序号),尾气处理使用硫酸铜溶液比氢氧化钠溶液效果好的原因是_____________。
(3)反应瓶最佳采用_______加热(填加热方式),温度过高可能出现的后果是________。
(4)加入碘标准溶液时,吸收管中发生反应的化学方程式为________________________。
(5)只使用一个吸收管,可能导致测定结果偏________(填“高”或“低”)。
(6)硫代硫酸钠标准溶液配制需要煮沸蒸馏水,其目的是_________。0.mol·L-1的硫代硫酸钠标准溶液不直接配制而是经过标定得到,可能的原因是__________________。
(7)废水中硫的含量为________mg·L-1。
5.苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理简示如下:
实验步骤:
(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、mL水和4.8g(约0.03mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品为1.0g。
(3)纯度测定:称取0.g粗产品,配成乙醇溶液,于mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液,用0.00mol·L1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。
回答下列问题:
(1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。
A.mLB.mLC.mLD.0mL
(2)在反应装置中应选用______冷凝管(填“直形”或“球形”),当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是______。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是___________;该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理__________。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是_______。
(5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是_______。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为_______;据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于_______(填标号)。
A.70%B.60%C.50%D.40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中__________的方法提纯。
6.硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是_________________。
(2)步骤②需要加热的目的是_________________,温度保持80-95℃,采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为_________________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是_________________。分批加入H2O2,同时为了_________________,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有______________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。
7.醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示,回答下列问题:
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是_______,仪器a的名称是_______。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,打开K1、K2,关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为_________。
②同时c中有气体产生,该气体的作用是_____________。
(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是________;d中析出砖红色沉淀,为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是___________、_________、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点______________。