Ⅰ.氧化还原反应有多种分类方法,其中根据参与电子转移的元素种类不同的分类方法最常见。下列反应中电子转移发生在相同价态的同种元素之间的有 (填反应编号,下同);电子转移发生在不同价态的同种元素之间的有 ;电子转移发生在不同元素之间的有 。
①Fe+2FeCl3===3FeCl2 ②NH4NO3N2O↑+2H2O
③2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 ↑ ④S+2KNO3+3C K2S+N2↑+3CO2↑
⑤Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O ⑥HgS+O2Hg+SO2
Ⅱ.氧化还原反应必定遵循一定的价态规律。若用字母L、M、Q、R、X分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质,并且每种物质中氮元素的化合价只有一种。又知道物质L中氮元素的化合价要比物质M中氮元素的化合价低,并且在一定条件下,它们会有如下的相互转换关系(未配平):
① Q + HCl→ M+Cl2 ② R+L→ X+ H2O ③ R+O2 → L+ H2O
(1)已知这五种物质中有一种是硝酸,那么硝酸应该是L、M、Q、R、X中的_______ 。(填字母)
(2)NH4NO3在不同条件(温度)下加热分解,可能发生非氧化还原反应,也可能发生氧化还原反应。若NH4NO3在通常条件下加热的分解产物不出下列范围,根据已学知识判断,下列反应(未配平)中属于氧化还原反应且可能发生的有 。(填反应编号)
A.NH4NO3→N2+O2+H2O B.NH4NO3→NH3+HNO3
C.NH4NO3→O2+HNO3+H2O D.NH4NO3→N2+HNO3+H2O
E.NH4NO3→N2+NH3+H2O F.NH4NO3→N2O+H2O
有A、B、C、D四种可溶性盐,它们的阳离子分别可能是Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中的某一种,阴离子分别可能是Cl-、NO3-、SO42-、CO32-中的某一种(每种离子只能用一次)。
①若将四种盐分别溶于水中,只有C盐的溶液呈蓝色。
②若向四种盐溶液中分别加入盐酸,B盐溶液有沉淀生成,D盐溶液有无色无味气体逸出。
依据实验事实推断:
A、B、C、D的化学式分别是_________、__________、___________、_________。
过氧化镁(MgO2)易溶于稀酸,溶于酸后产生过氧化氢,在医学上可作为解酸剂等。过氧化镁产品中常会混有少量MgO,实验室可通过多种方案测定样品中过氧化镁的含量。
(1)某研究小组拟用下图装置测定一定质量的样品中过氧化镁的含量。
①实验前需进行的操作是 ,稀盐酸中加入少量FeCl3溶液的作用是 。
②用恒压分液漏斗的优点有:使分液漏斗中的溶液顺利滴下; 。
③实验终了时,待恢复至室温,先 ,再平视刻度线读数。
(2)实验室还可通过下列两种方案测定样品中过氧化镁的含量:
方案I:取a g样品,加入足量稀盐酸,充分反应后再加入 NaOH溶液至Mg2+沉淀完全,过滤、洗涤后,将滤渣充分灼烧,最终得到b g固体。
已知常温下Ksp[Mg(OH)2]=l×10-11。为使方案I中Mg2+完全沉淀[即溶液中c(Mg2+)≤l ×10-5mol/L],溶液的pH至少应调至 。
方案Ⅱ:用电子天平称取0.1000g样品置于锥形瓶中,加入15 mL0.6 mol/LKI溶液和足量盐酸,摇匀后在暗处静置5 min,加入少量 作指示剂;然后用 式滴定管盛装0. 1000 mol/L Na2S2O3溶液进行滴定. (已知:I2+2Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI)
肉桂酸是一种香料,具有很好的保香作用,通常作为配香原料,可使主香料的香气更加清香。实验室制备肉桂酸的化学方程式为:
主要试剂及其物理性质
名称 |
分子量 |
性状 |
密度g/cm3 |
熔点℃ |
沸点℃ |
溶解度:克/100ml溶剂 |
||
水 |
醇 |
醚 |
||||||
苯甲醛 |
106 |
无色液体 |
1.06 |
-26 |
178-179 |
0.3 |
互溶 |
互溶 |
乙酸酐 |
102 |
无色液体 |
1.082 |
-73 |
138-140 |
12 |
溶 |
不溶 |
肉桂酸 |
148 |
无色结晶 |
1.248 |
133-134 |
300 |
0.04 |
24 |
溶 |
密度:常压,25℃测定主要实验步骤和装置如下:
图1 制备肉桂酸的反应装置图 图2水蒸气蒸馏装置图
Ⅰ合成:按图1连接仪器,加入5mL苯甲醛、14mL乙酸酐和7.02g无水碳酸钾。在140~170℃,将此混合物回流45min。
Ⅱ分离与提纯:
①将上述合成的产品冷却后边搅拌边加入40ml水浸泡5分钟,并用水蒸气蒸馏,从混合物中除去未反应的苯甲醛,得到粗产品
②将上述粗产品冷却后加入40ml 10%的氢氧化钠水溶液,再加90ml水,加热活性炭脱色,趁热过滤、冷却;
③将1:1的盐酸在搅拌下加入到肉桂酸盐溶液中,至溶液呈酸性,经冷却、减压过滤、洗涤、干燥等操作得到较纯净的肉桂酸;
水蒸气蒸馏:使有机物可在较低的温度下从混合物中蒸馏出来,可以避免在常压下蒸馏时所造成的损失,提高分离提纯的效率。同时在操作和装置方面也较减压蒸馏简便一些,所以水蒸气蒸馏可以应用于分离和提纯有机物。回答下列问题:
(1)合成肉桂酸的实验需在无水条件下进行,实验前仪器必须干燥。实验中为控制温度在140~170℃需在 中加热(请从下列选项中选择)。
A.水 B.甘油(沸点290℃) C. 砂子 D.植物油(沸点230~325℃)
反应刚开始时,会有乙酸酐(有毒)挥发,所以该实验应在 中进行操作。
(2)图2中水蒸气蒸馏后产品在 (填仪器名称)
(3)趁热过滤的目的 ,方法: 。
(4)加入1:1的盐酸的目的是 ,析出的肉桂酸晶体通过减压过滤与母液分离。下列说法正确的是 。
A.选择减压过滤是因为过滤速度快而且能得到较干燥的晶体
B.放入比布氏漏斗内径小的滤纸后,直接用倾析法转移溶液和沉淀,再迅速开大水龙头抽滤
C.洗涤产物时,先关小水龙头,用冷水缓慢淋洗
D.抽滤完毕时,应先断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管,再关水龙头
(5)5mL苯甲醛、14mL乙酸酐和7.02g无水碳酸钾充分反应得到肉桂酸实际3.1g,则产率是 (保留3位有效数字)。
硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下:
请回答下列问题:
(1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是先滴加KSCN溶液,再滴加 ,该过程的现象为: 。
(2)步骤②加入过量H2O2的目的: 。
(3)步骤③中反应的离子方程式: 。
(4)步骤④中一系列处理的操作步骤:过滤、 、灼烧、 、称量。
(5)若实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量 g。
(6)该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。
(5Fe2++MnO4—+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O)
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻棒、烧杯、胶头滴管外,还需 。
②上述实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是 。
a.稀硝酸 b.稀硫酸 c.稀盐酸 d.浓硝酸
③滴定到终点时的颜色为 色。
(7)正常人每天应补充14mg左右的铁。其中绝大部分来自于食物。如果全部通过服用含FeSO4·7H2O的片剂。来补充铁,则正常人每天服需用含 mgFeSO4·7H2O为片剂。
由于NaNO2有毒,将含该物质的废水直接排放会引起水体的严重污染,所以这种废水必须经处理后才能排放。处理方法之一的原理如下:
(1)请完成并配平该化学方程式。
(2)在上述反应中,若要生成50.8 g I2,则电子转移了________个。
(3)用上述反应来处理NaNO2并不是最佳方法,其原因是
________________________________________________________________________。
从环保角度来讲,要处理NaNO2,所用物质的________(填“还原性”或“氧化性”)应该比KI更______(填“强”或“弱”)。