硫代硫酸钠(Na2S2O3)是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性条件下易分解,在空气中易被氧化。某化学兴趣小组通过如图装置(省略夹持装置)制备Na2S2O3。
(1)实验开始的步骤,组装好仪器,____________,按图示加入试剂,关闭K1打开K2,先向C中烧瓶加入Na2S和 Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
(2)C中的烧瓶发生如下反应:2Na2S+ Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2,反应开始后,C中先有浑浊产生,后又变澄清,此浑浊物是________;为了保证Na2S2O3的产量,实验中通入C的SO2不能过量,用离子方程式表示其原因_________。
(3)该实验制得的产品中含有Na2SO4杂质,为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验开始的步骤进行了改进,改进后的操作是__________。
(4)B装置可以起到安全瓶,防止倒吸的作用,另外在实验结束后拆除装置时还可以防止污染空气,具体操作方法是____________。
(5)制取Na2S2O3的另一种方法是直接将硫粉和亚硫酸钠,数混合共热制取。为探究制取硫代硫酸钠最佳条件,设计如下对比实验(每次实验时亚硫酸钠质量均为63g,反应时间为30min):
实验序号 | 溶液pH | 亚硫酸钠与水的质量比 | 反应温度 | 硫粉质量 | 亚硫酸钠转化率 |
1 | 10 | 1.5:1 | 100℃ | 18 | 80.7% |
2 | 10 | 1.1:1 | 100℃ | 18 | 94.6% |
①实验1、2的目的是探究_________对亚硫酸钠转化率的影响;
②若要完成上表中列出的各项条件对亚硫酸钠转化率的影响探究,除实验1、2外,至少还需进行____次对比实验;
③实验表明:亚硫酸钠转化率不受硫粉质量多少的影响.原因为___________。
某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂,还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到和锂盐。
已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的离子生成而溶解。
(1)“还原酸浸”过程中,发生反应的离子方程式为:_______________________________________,该过程温度通常控制在以下的原因是:______________________________________。
(2)“除铝铁”过程的两种试剂的作用分别是________________________,____________________________。
(3)“除铜”所用试剂X为,试写出该反应的离子方程式:_______________________________。
(4)“沉钴”过程中,的加入量图、沉淀反应的温度图与钴的沉淀率关系如下图所示:
随:比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因_____________________。
沉淀反应时间为10min,温度在以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是___________________________________________。
(5)已知“沉锂”过程中,滤液a中的约为10-1mol/L,部分锂盐的溶解度数据如下表所示。
温度 | Li2SO4 | Li2CO3 |
0℃ | 36.1g | 1.33g |
100℃ | 24.0g | 0.72g |
结合数据分析,沉锂过程所用的试剂b是__________写化学式,检验沉淀洗净的方法是___________________________________________________________。
亚硝酸钠(NaNO2)是肉制品生产中最常使用的一种食品添加剂,某化学兴趣小组利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠并进行一系列实验探究。
查阅资料:
①NO2能与Na2O2反应;
②在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成。
③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸。
Ⅰ.制备亚硝酸钠
(1)装置A用恒压滴液漏斗,相比普通分液漏斗,显著的优点是____________________________。
(2)上述装置按气流方向连接的顺序为:a→____________________(填仪器接口的字母编号)。
(3)D中反应的方程式为_____________________________。如果没有B装置,D中生成的亚硝酸钠中含有的杂质有______________(填化学式)。
(4)C装置的作用是_________________(用离子方程式表示)。
Ⅱ.测定产品纯度,实验步骤:
①准确称量4.000 g产品配成250 mL溶液。
②从步骤①配制的溶液中移取25.00 mL加入锥形瓶中。
③用0.1000 mol/L酸性KMnO4溶液滴定至终点。
④重复以上操作3次,消耗酸性KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL。
(5)达到滴定终点的现象是____________。产品中NaNO2的纯度为______________%。
(6)设计实验证明HNO2的酸性比CH3COOH强_________。
某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质,过程设计如下所示
(提出猜想)
问题1:在周期表中,铜与铝的位置很靠近,铜不如铝活泼,氢氧化铝具有两性。那么,氢氧化铜也具有两性吗?
问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,正二价铁的稳定性小于正三价铁的稳定性。那么,正一价铜的稳定性也小于正二价铜的稳定性吗?
问题3:氧化铜具有氧化性,能被H2、CO还原。那么,氧化铜也能被氮的某种气态氢化物还原吗?
(实验探究)
I.解决问题1
(1)需用到的药品除1mol・ L-1 CuSO4溶液、稀硫酸外,还需_________(填试剂的化学式)溶液。
(2)用胆矾晶体配制1mol・L-1 CuSO4溶液250mL,选用的仪器除烧杯、托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管、量简外,还有________(填仪器名称)。
(3)为达到实验目的,你认为应进行哪些相关实验?
实验内容和步骤:①_________;②_______________。
Ⅱ.解决问题2
取一定量制得的氢氧化铜固体,于坩埚中灼烧,当温度达到80~100℃时得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;取适量红色氧化亚铜粉末于洁浄试管中,加入过量的稀硫酸(或盐酸),得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验现象回答冋题:
(1)写出氧化亚铜与稀硫酸(或盐酸)反应的离子方程式:_____________。
(2)从实验Ⅱ可得出的结论是_______________________。
Ⅲ.解决问题3
设计如下装置(夹持装置未画出):
当氮的某种气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜时,观察到氧化铜由黑色变成了红色,无水CuSO4变成了蓝色,生成物中还有一种无污染的单质气体Y;将X通入灼热的CuO燃烧管完全反应后,消耗0.01molX,测得B装置增重0.36g,并收集到0.28g单质气体Y。
(1)X气体的摩尔质量是_________________。
(2)C装置中发生反应的化学方程式为__________________________。
亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,其沸点为-5.5℃,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度,相关实验装置如图所示。
(1)制备Cl2的发生装置可以选用___________(填字母代号)装置,发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
(2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择合适的装置,其连接顺序为 A→_______→_______→________→_______ (按气流方向,用装置的大写字母表示)。
(3)实验室可用图示装置制备亚硝酰氯:
①实验室也可用 B装置制备NO,与B装置相比 X装置的优点为____________。
②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是______,然后打开K1,当Z中有一定量液体生成时,停止实验。
(4)已知:ClNO 与H2O反应生成HNO2和 HCl。通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,以K2CrO4溶液为指示剂,用c mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00mL。滴定终点的现象是____,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为_____。(已知:Ag2CrO4为砖红色固体; Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12)
某同学为了探究钠与CO2的反应,利用如图装置进行实验。(已知PdCl2能被CO还原为黑色的Pd)
(1)装置②中用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是_______。
A. H2SO4溶液 B. CCl4 C. 苯 D. 稀硝酸
(2)请将图中各装置按顺序连接(填装置接口字母):c接______,______接____,____接______,____接____。
(3)装置④的作用是__________。
(4)检查完装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让CO2充满整个装置,当观察到_________时再点燃酒精灯。
(5)若反应过程中CO2足量,钠与CO2充分反应后,生成的固体物质可能有多种情况,该同学提出以下猜想:
①生成的固体物质为Na2CO3
②生成的固体物质为Na2CO3和C的混合物
③生成的固体物质为Na2CO3和Na2O的混合物
④生成的固体物质为Na2O和C的混合物
假如反应过程中有下列两种情况:
I. 观察到装置⑤PdCl2溶液中有黑色沉淀,若装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸可产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,写出该情况下钠与CO2反应的化学方程式____。
II. 装置①中钠的质量为0.46g,充分反应后,将装置①中的固体加入足量的稀盐酸中产生224ml(标准状况)CO2气体,溶液中残留固体的质量为___________。
(6)设计实验方案证明装置①中加入的金属钠部分被氧化____________。