题目内容
【题目】纳米材料一直是人们研究的重要课题,例如纳米级Fe粉表面积大,具有超强的磁性,高效催化性等优良的性质。资料显示:在不同温度下,纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同,温度低于570℃时生成FeO,高于570℃时生成Fe3O4。如下两个装置可在不同温度下进行该反应并验证产物。
(1)甲装置中仪器a的名称为_____。
(2)装置甲验证气体产物的操作是____。装置C的作用是____。
(3)A同学取出少量乙装置中实验结束后的固体物质于另一试管中,加入少量盐酸,微热,观察到黑色粉末逐渐溶解,溶液呈浅绿色,有少量气泡产生。再向溶液中滴加几滴KSCN溶液,震荡,溶液没有出现红色,推断该条件下生成FeO,B同学却不同意该结论,他的理由是___。
【答案】蒸发皿 用点燃的木条移近肥皂泡,观察是否听见爆鸣声; 制取水蒸气 可能有过量Fe还原Fe3+
【解析】
根据流程可知,装置用酒精灯加热,反应温度较低,产物为FeO,乙装置用酒精喷灯加热,反应温度较高,产物为Fe3O4,据此分析作答。
(1)根据仪器构造可知,仪器a的名称为蒸发皿;
(2)纳米级Fe粉与水蒸气反应会生成铁的氧化物与氢气,为检验氢气的生成,可用点燃的木条移近肥皂泡,观察是否听见爆鸣声;装置C中试剂先通过加热方式为左侧装置提供水蒸气,故其作用为制取水蒸气,故答案为:用点燃的木条移近肥皂泡,观察是否听见爆鸣声;制取水蒸气;
(3)加入KSCN,溶液没有出现红色,说明溶液中没有Fe3+,可能是因为纳米级Fe粉与水蒸气反应过程中Fe过量,没有反应完,将反应以后的固体加入少量的盐酸,也可能发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,所有看不到血红色,故答案为:可能有过量Fe还原Fe3+。
【题目】对利用甲烷消除NO2污染进行研究,CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在1L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50molCH4和1.2molNO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表。
组别 | 温度 | 时间/min n/mol | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
① | T1 | n(CH4) | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
② | T2 | n(CH4) | 0.50 | 0.30 | 0.18 | … | 0.15 |
下列说法正确的是( )
A. 组别①中,0~20min内,NO2的降解速率为0.0125mol·L-1·min-1
B. 由实验数据可知该反应较适宜的温度为T1
C. 40min时,表格中T2应填的数据为0.18
D. 0~10min内,CH4的降解速率①>②
【题目】甲苯()是一种重要的化工原料,能用于生产苯甲醛()、苯甲酸()等产品。下表列出了有关物质的部分物理性质:
名称 | 性状 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 相对密度 (d水=1g·cm-3) | 溶解性 | |
水 | 乙醇 | |||||
甲苯 | 无色液体,易燃、易挥发 | -95 | 110.6 | 0.8660 | 不溶 | 互溶 |
苯甲醛 | 无色液体 | -26 | 179 | 1.0440 | 微溶 | 互溶 |
苯甲酸 | 白色片状或针状晶体 | 122.1 | 249 | 1.2659 | 微溶 | 易溶 |
注:甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶; 酸性:苯甲酸>醋酸
实验室可用如图装置模拟制备苯甲醛。实验时先在三颈瓶中加入0.5g固态难溶性催化剂,再加入15mL冰醋酸(作溶剂不参加反应)和2mL甲苯,搅拌升温至70℃ ,同时缓慢加入12mL过氧化氢,在此温度下搅拌反应3小时。请回答下列问题:
(1)装置a的名称是 ________,主要作用是 ________;三颈瓶中发生反应的化学方程式为 ________,此反应的原子利用率理论上可达 ________(保留四位有效数字)。
(2)经测定,反应温度过高时,苯甲醛的产量有所减少,可能的原因是 ________。
(3)反应完毕后,反应混合液经过自然冷却至室温后,还应经过 ________、 ________
(填操作名称)等操作,才能得到苯甲醛粗产品。
(4)实验中加入过量的过氧化氢并延长反应时间时,会使苯甲醛产品中产生较多的苯甲酸。
①若想从混有苯甲酸的苯甲醛中分离出苯甲酸,正确的操作步骤是 ________ (按步骤顺序填字母)。
a.对混合液进行分液 b.与适量碳酸氢钠溶液混合振荡
c.过滤、洗涤、干燥 d.水层中加入盐酸调节pH=2
②若对实验①中获得的苯甲酸产品进行纯度测定,可称取1.500g产品,溶于乙醇配成100mL溶液,量取所得的乙醇溶液20.00mL于锥形瓶,滴加2~3滴酚酞指示剂,然后用预先配好的0.1000mol·L-1 KOH标准溶液滴定,到达滴定终点时消耗KOH溶液20.00mL。产品中苯甲酸的质量分数为 ________ (保留四位有效数字)。
③下列情况会使测定结果偏低的是 ________ (填字母)。
A.滴定终点时仰视读取耗碱量
B.锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
C.配置KOH标准溶液时俯视定容
D.碱式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失