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某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(C...

某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:

①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl

可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O

CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl

②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:

 

C2H5OH

CCl3CHO

CCl3COOH

C2H5Cl

相对分子质量

46

147.5

163.5

64.5

熔点/

-114.1

-57.5

58

-138.7

沸点/

78.3

97.8

198

12.3

溶解性

与水互溶

可溶于水、乙醇

可溶于水、乙醇、三氯乙醛

微溶于水,可溶于乙醇

 

 

1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________

2)装置B中的试剂是____________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物____________(填化学式)的量增加;装置D可采用____________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。

3)装置中球形冷凝管的作用为____________,写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式____________

4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行____________

5)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol•L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为____________(计算结果保留三位有效数字)

滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-═CHCl3+HCOO-

HCOO-+I2═H++2I-+CO2

I2+2S2O32-═2I-+S4O62-

6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的是____________

a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小

b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱

c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大

 

MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 饱和食盐水 C2H5Cl 水浴 冷凝回流 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O 不可行 66.4% abc 【解析】 A装置利用二氧化锰与浓盐酸制备氯气,B装置用饱和食盐水除去HCl,C装置盛放浓硫酸干燥氯气,D中反应制备CCl4CHO,E装置盛放氢氧化钠溶液,吸收尾气中氯气、HCl防止污染空气。 (1)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气与水,反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O; (2)B装置用饱和食盐水除去HCl,减少副反应发生,撤去B装置,氯气中混有HCl,增大副反应C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O的发生,导致装置D中副产物C2H5Cl增多,控制反应温度在70℃左右,应采取水浴加热,受热均匀,偏于控制温度,故答案为饱和食盐水;C2H5Cl;水浴; (3)有机物易挥发性,冷凝回流挥发的有机物;EE装置盛放氢氧化钠溶液,吸收尾气中氯气、HCl防止污染空气,反应离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O,故答案为冷凝回流;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O; (4)CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO,应采取蒸馏方法进行分离,故答案为不可行,CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO; (5)根据消耗的Na2S2O3计算,剩余I2的物质的量0.02000mol•L-1×0.02L=2×10-4mol,与HCOO-反应的I2的物质的量为0.1000mol•L-1×0.02L-2×10-4mol=1.8×10-3mol,由CCl3CHO~HCOO-~I2可知,CCl3CHO的物质的量为1.8×10-3mol,则产品的纯度为×100%=66.4%,故答案为66.4%; (6)酸性越强,电离程度越大,溶液pH越小;电离程度越大,酸性越强,溶液中离子浓度越大,导电能力越强;酸性越弱,其钠盐的水解程度越大,溶液pH越大。a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小,说明三氯乙酸电离程度比乙酸的大,则三氯乙酸的酸性比乙酸的强,故a正确;b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱,三氯乙酸溶液中离子浓度更大,说明三氯乙酸电离程度比乙酸的大,则三氯乙酸的酸性比乙酸的强,故b正确;c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大,说明乙酸钠的水解程度更大,则乙酸的酸性比三氯乙酸的弱,故c正确,故选abc。  
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某课外活动小组设计了以下实验测定Cu—Ag合金与浓硝酸的反应。其实验装置如图:

请回答下列问题:

1F仪器的名称是_______________,作用是____________________________

2)实验室用NH4Cl固体和饱和NaNO2溶液在加热条件下制备N2,该反应的化学方程式为____________________________;装置A中盛放的是酸性高锰酸钾溶液,作用是___________________________________________

3)进行实验。检查装置气密性后,在装置中添加相应的试剂,然后__________(填操作步骤),再将B装置分液漏斗中的浓硝酸缓慢滴加到三颈烧瓶中。

4)测定硝酸的物质的量。反应结束后,从装置D中所得500mL溶液中每次取出25.00mL溶液,加入2滴指示剂,用0.05 mol·L-1NaOH溶液滴定,三次滴定所读数据如下表:

 

滴定前体积/mL

滴定后体积/mL

笫一次

0.33

20.32

笫二次

1.25

23.26

=.

1.47

21.48

 

 

装置D中生成的硝酸为________mol,则Cu-Ag合金与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为__________mL

5)测定NO的体积。在测定NO的体积时,若E中量气管中水的液面比干燥管的液面高,直接读数会使测定的气体体积_________(填偏大偏小),此时应将量气筒的位置_______(填下移上移),以保证量气筒中的液面与干燥管中的液面持平。

 

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二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体,沸点为11℃。某小组在实验室中拟用下图所示装置制取并收集C1O2。冋答下列问题:

(1)C1O2的制备

已知:SO2 +2NaClO3 +H2SO4 =2C1O2↑+2NaHSO4

①装置A中反应的化学方程式为_________________________

②欲收集干燥的C1O2,选择上图中的装罝,其连接顺序为a→____________(按气流方向,用小写字母表示)。

③装置D的作用是_________________

④若没有E装置,会造成的严重后果是____________________

(2)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/LNa2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。(已知2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

①步骤2的反应中氧化产物的电子式为______

②滴定终点的实验现象是_________________

③原C1O2溶液的浓度为____g/L(用少骤中的字母代数式表示)。

④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果_______;若滴定开始仰视读数,滴定终点时正确读数,则测定结果_____。(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

 

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实验是化学学习中非常重要的内容,根据下面两个实验回答问题。

(一)某研究小组进行Mg(OH)2沉淀溶解和生成的实验探究。

(查阅资料)25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38

(实验探究)向2支均盛有1mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中分别加入2滴2mol/L NaOH溶液,制得等量Mg(OH)2沉淀。

(1)分别向两支试管中加入不同试剂,记录实验现象如表:(表中填空填下列选项中字母代号)

试管编号

加入试剂

实验现象

2滴0.1mol/LFeCl3溶液

_____

4mL2mol/LNH4Cl溶液

_____

 

A.白色沉淀转化为红褐色沉淀           B.白色沉淀不发生改变

C.红褐色沉淀转化为白色沉淀           D.白色沉淀溶解,得无色溶液

(2)同学们猜想实验Ⅱ中沉淀溶解的主要原因有两种:

猜想1:NH4+结合Mg(OH)2电离出的OH,使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动。

猜想2:____________________________________________________________

(3)为验证猜想,同学们取少量相同质量的氢氧化镁盛放在两支试管中,一支试管中加入醋酸铵溶液(pH=7),另一支试管中加入NH4Cl和氨水混合液(pH=8),两者沉淀均溶解。该实验证明猜想正确的是____(填 “1”或“2”)。

(二)测定某品牌的碘盐(含有碘酸钾)中碘元素的百分含量。准确称取5.000 0 g该碘盐,溶于蒸馏水,然后与足量的KI溶液在酸性条件下混合(发生的反应为KIO3+3H2SO4+5KI===3K2SO4+3I2+3H2O),充分反应后将混合溶液稀释至250 mL,然后取25.00 mL用5.0×10-4 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液进行滴定(用淀粉作指示剂,反应为I2+2S2O32-===2I+S4O62-)。有关实验数值如下表所示。

滴定次数

待测液的体积(mL)

滴定前的读数(mL)

滴定后的读数(mL)

第一次

25.00

0.00

15.90

第二次

25.00

0.00

14.99

第三次

25.00

0.00

15.01

 

该碘盐中碘元素的百分含量为________。(保留三位有效数字)下列操作中,会导致所测得的碘元素的百分含量偏大的是________

a.滴定终点时,俯视刻度

b.没有用Na2S2O3标准溶液润洗相应的滴定管

c.锥形瓶中有少量的蒸馏水

 

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草酸亚铁是合成锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的原料。某工厂以炼钢厂的脱硫渣(主要成分是Fe2O3)为原料生产电池级草酸亚铁晶体的工艺流程如下:

1)要提高酸浸速率,宜采取的措施有___(填两条)

2)写出还原过程中既是化合反应又是氧化还原反应的离子方程式___

3)滤渣2中含有的TiOSO4在热水中易水解,生成H2TiO3,该反应的化学方程式为___

4滤液经处理后得到一种化肥,其化学式为___一系列操作___

5)已知:298K时,Ksp[Fe(OH)2]=4.0×10-17,当离子浓度≤1.0×10-5mol∙L-1时,视该离子已完全沉淀。上述流程中,加氨水pH的范围为___(lg2≈0.3)

6)草酸亚铁晶体(FeC2O4∙2H2O)纯度的测定:准确称取mg草酸亚铁晶体于锥形瓶中,加入一定量的稀硫酸溶液,并加热至50℃,用cmol∙L-1KMnO4标准溶液滴定,达到滴定终点时,用去标准溶液VmL。滴定反应(未配平)FeC2O4∙2H2O+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2+MnSO4+K2SO4+H2O;则样品中FeC2O4∙2H2O的纯度为___%(用含有mcV的代数式表示);若草酸亚铁晶体失去部分结晶水,测得的结果___(偏高”“偏低无影响”)

 

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含硫化合物在生产生活中应用广泛,科学使用对人体健康及环境保护意义重大。

1)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化,这应用了SO2 ___性。

2)某水体中硫元素主要以S2O32-形式存在,在酸性条件下,该离子会导致水体中有黄色浑浊并可能有刺激性气味产生,原因是___________________________________。(用离子方程式说明)

3)实验室采用滴定法测定某水样中亚硫酸盐含量:

滴定时,KIO3 KI 在盐酸作用下析出I25I+ IO3 + 6H+ =3I2+3H2O

生成的I2 再和水样中的亚硫酸盐反应:I2 + SO32 + H2O = 2H++2I+ SO42

①滴定到终点时的现象是:________________________________

②若滴定前盛标准液的滴定管没有用标准液润洗,则测定结果将_________(填偏大、偏小、不变)。

③滴定终点时,100mL的水样共消耗x mL标准溶液。若消耗1mL标准溶液相当于SO32的质量1g,则该水样中SO32的含量为__________g / L

4)已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末,难溶于水.为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,某化学实验小组设计了如下实验,请回答下列问题:

①若装置A的圆底烧瓶中盛装二氧化锰,则分液漏斗中盛装的试剂是_____________________

②装置B中实验现象为___________________________,证明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强。

③装置C中反应的作用是:____________________________

 

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