葡萄糖酸锌[(C6H11O6O)2Zn]是一种营养锌强化剂,对婴儿及青少年的智力和身体发育有重要作用。工业上通过如下两步制备:
(1)步骤一:充分反应后,过滤除去CaSO4沉淀。设计一个简单的实验,检验产物葡萄糖酸溶液中是否含有SO42—: 。
(2)步骤二:将葡萄糖酸溶液与ZnO混合,使其充分反应后,继续加入葡萄糖酸溶液至pH为5.8,其目的是 ,下列物质可替代ZnO的是 (填字母)。
a.NH3·H2O b.Zn(OH)2 c.NaOH d.ZnSO4
(3)将最后所得溶液浓缩至原来体积的,加入适量无水乙醇,放置8h以上,经结晶、分离、干燥获得葡萄糖酸锌晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。
(4)下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
金属离子 |
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
Fe3+ |
1. 1 |
3. 2 |
Fe2+ |
5. 8 |
8. 8 |
Cu2+ |
5. 2 |
6. 4 |
某研究性学习小组欲用粗制硫酸锌溶液(其中含有Fe2+、Cu2+等)制备出活性ZnO,然后再合成葡萄糖酸锌。实验室制备活性ZnO的步骤如下:
①取样,加入适量的KMnO4溶液,微热,调节溶液pH至 (填写范围),除去溶液中Fe元素。
②加入 ,过滤,向滤渣中加入适量稀硫酸,继续过滤,将两次滤液合并得较高纯度的硫酸锌溶液。
③将纯碱慢慢加入上述硫酸锌溶液中,得碱式碳酸锌[其化学式为Zn2(OH)2CO3],同时有无色气体产生。写出该反应的离子方程式: 。
④过滤、洗涤,将沉淀灼烧得活性氧化锌。其中灼烧需要的主要仪器有:酒精灯、玻璃棒、三脚架、泥三角、 等。
亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。某化学兴趣小组尝试制备亚硝酸钠,查阅资料:①HNO2为弱酸,在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成。
②NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸
探究一 亚硝酸钠固体的制备
以碳和浓硝酸为起始原料,设计如下装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。(反应方程式为2NO+Na2O2=2NaNO2,部分夹持装置和A中加热装置已略)
(1)写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式 。
(2)有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠,为排除干扰应在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是 (填字母)。
A.浓H2SO4 B.碱石灰 C.无水CaCl2
探究二 亚硝酸钠固体含量的测定及性质验证
称取装置C中反应后的固体4.000g溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000
mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:
滴定次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
KMnO4溶液体积/mL |
20.60 |
20.02 |
20.00 |
19.98 |
(3)第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是 (填字母)。
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
B.锥形瓶洗净后未干燥
C.滴定终了仰视读数
(4)根据表中数据,计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数 。
(5)亚硝酸钠易溶于水,将0.2mol·L-1的亚硝酸钠溶液和0.1mol·L-1的盐酸等体积混合,混合后溶液呈酸性,则混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
探究三 反应废液的处理
反应后烧瓶A中仍然存在一定量的硝酸,不能直接排放,用NaOH溶液调成中性,再用电化学降解法进行处理。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。电化学降解NO3-的原理如右图所示。
(6)电源正极为 (填A或B),阴极反应式为 。
硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐,主要用于电镀工业的镀锡、铝合金表面的氧化着色、印染工业的媒染剂、双氧水去除剂等。某研究小组设计SnSO4制备路线如下:
查阅资料:
Ⅰ.酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化。
Ⅱ.SnCl2易水解生成难溶物Sn(OH)Cl(碱式氯化亚锡)。
请回答下列问题:
(1)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请用平衡移动原理解释原因 。
(2)加入Sn粉的作用有两个:①调节溶液pH ② 。
(3)反应Ⅰ生成的气体为CO2,得到的沉淀是SnO。该沉淀经过滤后需漂洗,如何证明沉淀已经洗涤完全? 。
(4)多步操作包含的具体实验步骤的名称可以是: 。
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,发生反应的离子方程式是 。
(6)该小组通过下列方法测所用锡粉样品的纯度(杂质不参与反应):
①将试样溶于盐酸中,发生的反应为:Sn + 2HCl→SnCl2 + H2↑;
②加入过量的FeCl3;
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+,发生的反应为:6FeCl2 + K2Cr2O7 + 14HCl →6FeCl3 + 2KCl + 2CrCl3 +7H2O
取1. 226 g 锡粉样品,经上述各步反应后,共用去0.1000 mol/L K2Cr2O7溶液32.00 mL。则该锡粉样品中锡的质量分数是
硫及其化合物有广泛的应用,对SO2性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。
I.对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3 组,则第2组中物质M的化学式是 。
第1组 |
第2组 |
第3组 |
S (单质) |
SO2、H2SO3、M、NaHSO3 |
SO3、H2SO4、Na2SO4、 NaHSO4 |
Ⅱ.某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO2气体还原Fe3+、Br2的反应。
(1)下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO2的是 。
A.Na2SO3溶液与HNO3 B.Na2SO3固体浓硫酸
C.固体硫在纯氧中燃烧 D.铜与热的浓硫酸
(2)装置C的作用是除去多余的SO2,防止污染空气。已知在用氢氧化钠溶液吸收SO2的 过程中,往往得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,常温下,溶液pH随n(SO32—):n(HSO3—)变化关系如下表
n(SO32—):n(HSO3—) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
当吸收液中n(SO32—):n(HSO3—) =10:1时,溶液中离子浓度关系正确的是 。
A.c(Na+)+ c(H+)= 2c(SO32—)+ c(HSO3—)+ c(OH—)
B.c(Na+)>c(HSO3—)>c(SO32—)>c(OH—)>c(H+)
C.c(Na+)>c(SO32—)>c(HSO3—)>c(OH—)>c(H+)
(3)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们取A中反应后的溶液分成三份,并设计了如下探究实验,请你评价并参与他们的探究过程(限选试剂:KMnO4溶液、KSCN溶液、BaCl2溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝 酸、Ba(NO3)2溶液、新制的氯水)
序号 |
实验方案 |
实验现象 |
结论 |
方案① |
往第一份试液中加入KMnO4溶液溶液 |
紫红色褪去 |
SO2与Fe3+反应生成了Fe2+ |
方案② |
往第二份试液中加入 |
|
SO2与Fe3+反应生成了Fe2+ |
方案③ |
往第二份试液中加入 |
|
SO2与Fe3+反应生成了SO42— |
上述方案①得出的结论是否合理 ,原因 。
如果他们设计的方案②与方案③均合理并且得到相应结论,请你将上面表格补充完整。
(4)装置B中能表明Br—的还原性弱于SO2的现象是 。
无水氯化铝是有机化工常用催化剂,其外观为白色固体,178℃时升华,极易潮解,遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝,其反应原理为:2Al + 6HCl(g) → 2AlCl3 + 3H2。
完成下列填空:
(1)写出B处烧瓶中发生反应的化学方程式:_______________________________________。
(2)C中盛有的试剂为__________。进行实验时应先点燃_____(选填“B”或“D”)处酒精灯。
(3) 用粗短导管连接D、E的目的是_________(选填序号)。
a. 防堵塞 b. 防倒吸 c. 平衡气压 d. 冷凝回流
E瓶的作用是_______________________________________________________。
(4)F中盛有碱石灰,其目的是_________(选填序号)。
a. 吸收HCl b. 吸收Cl2 c. 吸收CO2 d. 吸收H2O
(5)①将D中固体改为市售氯化铝(AlCl3·6H2O)也能进行无水氯化铝的制备,此时通入HCl气体的目的是_____________________________________________。
②若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)],且质量是原市售氯化铝的40%,则可推算n的值为_______。
(6)有人建议将上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰,其余装置和试剂均不变,也能制备无水AlCl3。事实证明这样做比较危险,请简述理由 _________________________。
某学生在0.1mol/LNaHCO3溶液中滴加酚酞溶液1滴,整个溶液几乎没有什么变化,但溶液加热后,显明显淡红色,加热较长时间后冷却,红色不褪去。
该学生为了了解该过程的原因,进行了下列探究过程:
【实验探究】
实验1: 加热0.1mol/LNaHCO3溶液,测得溶液pH变化如下表
温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
80 |
100 |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.9 |
9.4 |
9.6 |
10.1 |
实验2:10℃时,在烧杯中加入0.1mol/LNaHCO3溶液200mL,测得该溶液pH=8.3,加热到100℃,测得pH=10.2,恢复到10℃,pH=9.8。
实验3:加热0.1mol/LNaHCO3溶液,将产生的气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊。
实验4:
①配制0.1mol/LNaHCO3溶液和0.1mol/LNa2CO3溶液各200mL,10℃时,分别测得NaHCO3溶液pH=8.3,Na2CO3溶液pH=11.5。
②加热蒸发0.1mol/L NaHCO3溶液200mL,至溶液体积100mL,停止加热,加水至200mL,冷却至原温度,测得溶液pH=9.8。
③将0.1mol/L NaHCO3溶液200mL敞口放置三天,再加水至200mL,测得溶液pH=10.1。
请根据上述实验回答下列问题:
(1)用离子方程式表示0.1mol/LNaHCO3溶液中存在的平衡(除水电离平衡外)___________
________________、_______________________________。这两个平衡以_______________
为主,理由是_______________________________.
(1)实验3得到的结论是__________________________________________________。
(1)结合实验2、3分析,加热0.1mol/LNaHCO3溶液,pH增大的原因可能是_____________
__________、______________________、________________________________。
(1)实验4①得到的结论是_______________________________________________。
(1)实验4②“加水至200mL”的目的是____________________________________________。
实验4③可以得到的结论是_______________________________________。
(1)要确定NaHCO3溶液加热后pH增大的主要原因还需要解决的问题是________________。
某化学小组进行Na2SO3的性质实验探究。
(1)在白色点滴板的a、b、c三个凹槽中滴有Na2SO3溶液,再分别滴加下图所示的试剂:
实验现象如下表:
编号 |
实验现象 |
a |
溴水褪色 |
b |
产生淡黄色沉淀 |
c |
滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去 |
根据实验现象进行分析:
① a中实验现象证明Na2SO3具有 性。
② b中发生反应的离子方程式是 。
③ 应用化学平衡原理解释c中现象(用化学用语及简单文字表述) 。
(2)在用NaOH 溶液吸收SO2的过程中,往往得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,溶液pH 随n(SO32-):n(HSO3-) 变化关系如下表:
n(SO32—): n(HSO3—) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
① 当吸收液中n(SO32-):n(HSO3-) ="10:1" 时,溶液中离子浓度关系正确的是 (填字母)。
A.c(Na+) +c(H+) = 2c(SO32-) +c(HSO3-) + c(OH-)
B.c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(OH-)>c(H+)
C.c(Na+) > c(SO32-) > c(HSO3-) > c(OH-)>c(H+)
②若n(SO32-):n(HSO3-) = 3:2,则0.8 mol NaOH溶液吸收了标准状况下的SO2 L。
常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表,请回答:
实验编号 |
HA物质的量浓度(mol/L) |
NaOH物质的量浓度(mol/L) |
混合溶液的pH |
甲 |
0.2 |
0.2 |
pH=a |
乙 |
c |
0.2 |
P H=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH=9 |
(1)不考虑其它组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a (混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸_________________________________。
(2)不考虑其它组的实验结果,单从乙组情况分析,C是否一定等于0.2________ (选填“是”或“否”)。
(3)丙组实验结果分析,HA是________酸(选填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________________。
(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=________。
直接氧化法制备混凝剂聚合硫酸铁[Fe2(OH) n (SO4) 3-n/2]m (n>2 , m≤10)的实验流程如下:
已知:盐基度=n(OH-)/3n(Fe)×100% 。式中n(OH-)、n(Fe)分别表示PFS中OH-和Fe3+的物质的量。所得产品若要用于饮用水处理,需达到盐基度指标为 8.0%~16.0%。
(1)实验加入硫酸的作用是 。取样分析Fe2+浓度,其目的是 。
(2)用pH试纸测定溶液pH的操作方法为 。若溶液的pH偏小,将导致聚合硫酸铁中铁的质量分数 。(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)
(3)氧化时控制反应温度为50~60℃的原因是 。
(4)聚合反应的原理为m[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2] [Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 ] m,则水解反应的化学方程式为 。
(5)产品盐基度的测定方法:
Ⅰ 称取m g固体试样,置于400 mL聚乙烯烧杯中,加入25 mL盐酸标准溶液,再加20 mL煮沸后冷却的蒸馏水,摇匀,盖上表面皿。
Ⅱ 室温下放置10 min,再加入10 mL氟化钾溶液,摇匀,掩蔽Fe3+,形成白色沉淀。
Ⅲ 加入5滴酚酞指示剂,立即用物质的量浓度为c mol·L-1的氢氧化钠标准液滴定至终点,消耗体积为V ml。
Ⅳ 向聚乙烯烧杯中,加入25 mL盐酸标准溶液,再加20 mL煮沸后冷却的蒸馏水,摇匀,盖上表面皿。然后重复Ⅱ、Ⅲ做空白试验,消耗氢氧化钠标准液的体积为V0 ml。
①达到滴定终点的现象为 。
②已知试样中Fe3+的质量分数为w1,则该试样的盐基度(w)的计算表达式为 。
某化学兴趣小组在实验室在利用废铜屑(含碳粉、铁屑、铁锈等)制取硫酸铜,实验流程如下:
⑴废铜屑灼烧的目的是 。
⑵写出加入双氧水时发生反应的离子方程式 。
⑶试剂a可以是 ,溶液pH应控制在 范围之间。操作b的名称是 。已知:
离子 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
Fe2+ |
7.5 |
14 |
Fe3+ |
1.4 |
3.7 |
Cu2+ |
6.0 |
13 |
⑷在硫酸铜溶液中,各种离子浓度由大到小的顺序是 。向硫酸铜溶液中加入氨水,当Cu2+浓度小于2.2×10-4 mol·L-1时,溶液的pH至少是 。(已知Cu(OH)2的溶度积常数Ksp=2.2×10-20)
⑸工业上通常用FeS除去废水中的Cu2+,写出该沉淀转化离子方程式 。
(1)甲同学在用FeSO4固体配制FeSO4溶液时,除了加入蒸馏水外,还需加 和 试剂(填化学式)
(2)乙同学为标定某醋酸溶液的准确浓度,用0.2000 mol·L—1的NaOH溶液对20.00mL醋酸溶液进行滴定,几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
消耗NaOH溶液的体积(mL) |
20.05 |
20.00 |
18.80 |
19.95 |
则该醋酸溶液的准确浓度为 。(保留小数点后四位)
(3)丙同学利用:5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O反应,用KMnO4溶液滴定某样品进行铁元素含量的测定。
①设计的下列滴定方式,最合理的是_____。(夹持部分略去)(填字母序号)
②判断滴定终点的依据是 。
(1)在中和滴定操作过程中,有以下各项因操作不当引起的实验误差,用“偏高”、“偏低”或“无影响”填空:
①滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润洗,使滴定结果 ;
②锥形瓶用蒸馏水洗净后,又用待测溶液润洗,使滴定结果 ;
③滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终了无气泡,使滴定结果 ;
④滴定前平视,滴定终了俯视,使滴定结果 ;
⑤用含Na2O杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度 ;
⑥洗涤锥形瓶时,误把稀食盐水当做蒸馏水,然后用锥形瓶装待测的盐酸,用NaOH标准溶液滴定时,对测得的结果 。
(2)已知H+(aq)+OH-(aq) = H2O(l) ΔH= -57.3kJ·mol-1。用50mL 0.50mol/L盐酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
①从实验装置上看,图中尚缺少一种玻璃仪器是 。
②大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3kJ·mol-1,其原因可能是:
。
(3)分别设计化学实验,用最佳方法证明明矾溶于水时发生的下列变化(供选用的药品和仪器:明矾溶液、石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、酒精灯):
①证明明矾发生了水解反应 。
②证明其水解反应是一个吸热反应 。
氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。
(1)实验室采用如下图所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(部分仪器和夹持装置已略去)。
① 仪器A的名称是 。
② 装置B中发生反应的离子方程式是 。
③ 有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置,你认为是否必要(填“是”或“否”) 。
④装置Ⅳ中盛装的试剂是 ,其作用是 。
(2)在CuCl2溶液转化为CuCl2·2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色。小组同学欲探究其原因。
已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:
Cu(H2O)42+(aq) +4Cl-(aq)CuCl42-(aq) +4H2O(l)
蓝色 黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K= 。
若增大氯离子浓度,K值(填“增大”、“减小”或“不变”) 。
②现欲使溶液由黄色变成黄绿色或蓝色,请写出两种可采用的方法
a. b. 。
(8分)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验 编号 |
HA物质的量 浓度(mol· L-1) |
NaOH物质的 量浓度(mol· L-1) |
混合溶液的 pH |
甲 |
0.2 |
0.2 |
pH=a |
乙 |
c1 |
0.2 |
pH=7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH>7 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH=9 |
请回答:
(1)不考虑其他组的实验结果,单从甲组情况分析,
若a________7(填“>”、“<”或“=”),则HA为强酸;
若a________7(填“>”、“<”或“=”),则HA为弱酸。
(2)在乙组中混合溶液中离子浓度c(A-)与c(Na+)的大小关系是( )
A.前者大 | B.后者大 |
C.二者相等 | D.无法判断 |
(3)从丙组实验结果分析,HA是________酸(填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________________________________________。
(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1。
(8分)Ⅰ.(1)饱和氯化铵溶液显酸性,原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
向饱和氯化铵溶液中加入少量Mg(OH)2固体,固体完全溶解;其合理的解释(用相关离子方程式表示)为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向Mg(OH)2悬浊液中加入适量CH3COONH4溶液,
Mg(OH)2能否完全溶解________(填“能”或“否”),理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.硫酸是强酸,中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是,硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离情况为:H2SO4===H++HSO4-,HSO4-===H++SO42-。
请回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈________(填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”),其理由是________________________________________________________________________
(用离子方程式表示);
(2)H2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在0.10 mol·L-1的Na2SO4溶液中,下列离子浓度关系正确的是________(填写编号);
A.c(Na+)=c(SO42-)+c(HSO4-)+c(H2SO4) |
B.c(OH-)=c(HSO4-)+c(H+) |
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-)+2c(SO42-) |
D.c(Na+)=2c(SO42-)+2c(HSO4-) |
(4)写出NaHSO4溶液中溶质电离常数(Ka)的表达式________________;
(5)若25℃时,0.10 mol·L-1的NaHSO4溶液中c(SO2-4)=0.029 mol·L-1,则0.10 mol·L-1的H2SO4溶液中c(SO42-)________0.029 mol·L-1(填“<”“>”或“=”),其理由是________________________________________________________________________;
(6)如果25℃时,0.10 mol·L-1H2SO4溶液的pH=
-lg 0.11,则0.10 mol·L-1的H2SO4溶液中c(SO42-)=________mol·L-1。
试题篮
()