某课外兴趣小组为探究某种合金(含Mg、Al)中铝的含量,设计如图装置进行实验。
(1)如何检查该装置的气密性? 。
(2)写出该合金与氢氧化钠溶液反应的离子方程式: 。
(3)使足量氢氧化钠溶液与a g合金(固体M)充分反应,进入量气管的气体体积为V mL(已换算成标准状况,下同)。若a=0.036,V=22.4,该合金中铝的质量分数是 。
(4)若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸,与a g合金粉末充分反应,则进入量气管内的气体体积 (填“>”、“<”或“=”)V mL;利用测得的气体体积能否对合金中的Al含量进行计算? (填“能”或“否”)。
某同学利用氯酸钾分解制氧气的反应,测定氧气的摩尔质量,实验步骤如下:
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量,质量为a g。
②装好实验装置。
③检查装置气密性。
④加热,开始反应,直到产生一定量的气体。
⑤停止加热(如图所示,导管出口高于液面)。
⑥测量收集到的气体的体积。
⑦准确称量试管和残留物的质量为b g。
⑧测量实验室的温度。
⑨把残留物倒入指定的容器中,洗净仪器,放回原处,把实验桌面收拾干净。
⑩处理实验数据,求出氧气的摩尔质量。
回答下列问题:
(1)如何检查装置的气密性? 。
(2)以下是测量收集到的气体体积必须包括的几个步骤:
①调整量筒内外液面高度使之相同;②使试管和量筒内的气体都冷却至室温;③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是 (请填写步骤代号)。
(3)测量收集到的气体体积时,如何使量筒内外液面的高度相同? 。
(4)如果实验中得到的氧气体积是c L(已换算为标准状况),水蒸气的影响忽略不计,氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c,不必化简)M(O2)= 。
某实验小组利用反应2CuO+2Cl22CuCl2+O2测定铜的近似相对原子质量,可供选择的装置如图所示。
方案一:通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量。
(1)按气流方向从左到右用胶管(图中未画出)将选择的仪器组合成一套实验装置,连接顺序为a→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→b。
(2)装置B是由干燥管和碱式滴定管改造而成的测量气体体积的装置,实验前滴定管液面初读数为V1 L,实验后恢复到室温,调节装置两侧液面相平后得到末读数为V2 L,设室温时气体摩尔体积为Vm L·mol-1,且E装置中CuO的质量为m1 g,充分反应后生成CuCl2的质量为m2 g,则铜的近似相对原子质量的表达式为
[用含m1、V1、V2的代数式表示]。
(3)若氧化铜中混有铜,则测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)装置E在实验过程中的主要现象是 。
方案二:利用A、D、E、F四套装置(尾气由其他的装置处理)完成测定任务。
(5)你认为测定的物理量有 (写出一组),按你测定的物理量,写出铜的近似相对原子质量的表达式: 。
四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:
回答下列问题:
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe=3Fe2+
2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是 。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶,该溶胶的分散质颗粒直径大小在 范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K= 。
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式: 。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用 方法。
| TiCl4 | SiCl4 |
熔点/℃ | -25.0 | -68.8 |
沸点/℃ | 136.4 | 57.6 |
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:
(1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于 上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用 ,灼烧后的坩埚应放在 上,不能直接放在桌面上。
实验所用仪器:
a.蒸发皿
b.石棉网
c.泥三角
d.表面皿
e.坩埚钳
f.试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,灼烧后含有少量铜的可能原因是 。
a.灼烧过程中部分氧化铜被还原
b.灼烧不充分铜未被完全氧化
c.氧化铜在加热过程中分解生成铜
d.该条件下铜无法被氧气氧化
(3)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。
(4)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有明显的两个优点是 、 。
(5)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。
(6)若测定结果x值偏高,可能的原因是 (填字母编号)。
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
高温条件下,辉铜矿(主要成分为Cu2S)通适量的空气可冶炼金属铜,经过一系列反应可得到B和D、E。G为砖红色沉淀。
请回答下列问题:
(1)辉铜矿(Cu2S)通适量的空气冶炼金属铜的化学方程式为 ,其中氧化剂为 。
(2)E的浓溶液与Cu发生反应②的化学方程式是 。
(3)利用电解可提纯铜,在该电解反应中阳极物质是 ,电解质溶液是 。
(4)自然界中当胆矾矿与黄铁矿(主要成分为FeS2)相遇时会缓慢发生下列反应产生辉铜矿。对反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4,被氧化的硫和被还原的硫的质量比为 。