题目内容
纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业。在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙。某校学生实验小组设计下图所示装置,制取该产品。D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉,图中夹持装置已略去。
Ⅰ.可选用的药品有:
a.石灰石 b.饱和氯化钙溶液 c.6 mol/L盐酸 d.氯化铵 e.氢氧化钙
(1)A中制备气体时,所需药品是(选填字母序号) ;
(2)B中盛有饱和碳酸氢钠溶液,其作用是 ;
(3)写出制取氨气的化学方程式 ;
(4)在实验过程中,向C中通入气体是有先后顺序的,应先通入气体的化学式 ;
(5)检验D出口处是否有氨气逸出的方法是 ;
(6)写出制纳米级碳酸钙的化学方程式 。
(7)若实验过程中有氨气逸出,应选用下列 装置回收(填代号)。
Ⅱ.经分析在上述氯化铵样品中含有杂质碳酸氢钠。为了测定氯化铵的质量分数,该学生实验小组又设计了如下实验流程:
试回答:
(1)所加试剂A的化学式为
(2)B操作方法是
(3)样品中氯化铵的质量分数为 。
Ⅰ.(1)ac(1分)
(2)除去CO2中的HCl(1分)
(3)2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O(2分)
(4)NH3(1分)
(5)将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处,若试纸变蓝,则证明有氨气逸出;若试纸不变蓝,则证明没有氨气逸出。(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近D出口处,若有白烟,则证明有氨气逸出;若没有白烟,则证明没有氨气逸出。)(2分)
(6)CaCl2 + H2O + CO2 + 2NH3 = CaCO3 + 2NH4Cl(2分)
(7)b(1分)
Ⅱ.
(1)Ca(OH)2或Ba(OH)2(1分)
(2)过滤(1分)
(3)或
解析试题分析:(1)根据题设条件中的装置图是固液不加热型装置,而且装置中带有分液漏斗,为制取二氧化碳的装置,根据二氧化碳的实验室制法,可知装置中盛放的是碳酸钙和稀盐酸,即选择a、b。(2)B中盛有饱和碳酸氢钠溶液,起到抑制二氧化碳溶解,除掉氯化氢的作用,原理是:CO2+H2OH2CO3H++HCO3-,当溶液时饱和的碳酸氢钠溶液时,溶液中由于存在大量的碳酸氢根离子,是平衡左移,从而起到抑制二氧化碳溶解的作用。(3)制取氨气的化学方程式为:2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O。(4)在实验过程中,向C中通入气体应当先是NH3,原因是如果先通二氧化碳气体,由于氨气的密度小于二氧化碳,不能充分接触,造成氨气浪费的较多,因此,应先通入氨气,后通二氧化碳。(5)可根据氨气的化学性质进行证明,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,也能和氯化氢发生反应,因此正确的答案为:将湿润的红色石蕊试纸放在D出口处,若试纸变蓝,则证明有氨气逸出;若试纸不变蓝,则证明没有氨气逸出。(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近D出口处,若有白烟,则证明有氨气逸出;若没有白烟,则证明没有氨气逸出。)
(6)根据题意和原子守恒可知,实际上该化学反应包括2个化学反应:⑴H2O + CO2 + 2NH3=(NH4)2CO3,⑵
(NH4)2CO3+CaCl2= CaCO3 + 2NH4Cl,最后将2个化学方程式合并,即得制纳米级碳酸钙的化学方程式为:CaCl2 + H2O + CO2 + 2NH3 = CaCO3 + 2NH4Cl。(7)a、b、c装置均起不到防倒吸的作用,只有b装置可以。
Ⅱ.
(1)、(2)从流程图可以看出在加入试剂A之后,出现浊液,而且浊液经过操作B能够得到沉淀,这说明加入的试剂A是一种能够与NaHCO3发生化学反应产生沉淀的试剂,经分析,这种试剂应当是一种能够与NaHCO3发生反应的强碱,如Ca(OH)2或Ba(OH)2,由此不难得出结论,操作B应当是过滤操作,计算如下:
根据C原子守恒可知:
NaHCO3—CaCO3
84 100
NaHCO3—BaCO3
84 197
因此,样品中氯化铵的质量分数为:或。
考点:考查二氧化碳和氨气的实验室制法、化学实验基本操作、化学方程式的书写、化学实验安全防倒吸装置的识别与判断、物资的分离与提纯、化学计算。
为了探究AgNO3的热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。用如图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束后,试管中残留固体为黑色。
(1)装置B的作用是________。
(2)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是________________________________________。
(3)【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是:ⅰ.Ag;ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O。
【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体放入试管中,进行了如下实验。
实验编号 | 操作 | 现象 |
a | 加入足量氨水,振荡 | 黑色固体不溶解 |
b | 加入足量稀硝酸,振荡 | 黑色固体溶解,并有气体产生 |
【实验评价】根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是______(填实验编号)。
【实验结论】根据上述实验结果,该小组得出AgNO3固体热分解的产物有______。
已知:
药品名称 | 熔点/℃ | 沸点(℃) | 密度g/cm3 | 溶解性 |
正丁醇 | -89.5 | 117.7 | 0.8098 | 微溶于水、溶于浓硫酸 |
1-溴丁烷 | -112.4 | 101.6 | 1.2760 | 不溶于水和浓硫酸 |
根据题意完成下列填空:
(一)制备1-溴丁烷粗产品在如图装置的圆底烧瓶中依次加入NaBr,10 mL 正丁醇,2粒沸石,分批加入1:1的硫酸溶液,摇匀,加热30 min。
(1)写出制备1-溴丁烷的化学反应方程式:__________________________________________________
(2)反应装置中加入沸石的目的是__________________。配制体积比为1:1的硫酸所用的定量仪器为 (选填编号)。
a.天平 b.量筒 c.容量瓶 d.滴定管
(3)反应装置中,除了产物和水之外,还可能存在 、 等有机副产物。
(4)若用浓硫酸进行实验,有机层中会呈现棕黄色,除去其中杂质的正确方法是 (选填编号)。
a.蒸馏 b.氢氧化钠溶液洗涤
c.用四氯化碳萃取 d.用亚硫酸钠溶液洗涤
(二)制备精品
将得到的粗1-溴丁烷依次用浓硫酸、水、10% 碳酸钠、水洗涤后加入无水氯化钙进行干燥,然后再将1-溴丁烷按图装置蒸馏。
(5)收集产品时,控制的温度应在_________℃左右;区分1-溴丁烷精品和粗品的一种方法是____________________。
(6)实验制得的1-溴丁烷的质量为10.895 g,则正丁醇的转化率为 。(保留3位小数)。
PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下:
| 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g·mL-1 | 其他 |
黄磷 | 44.1 | 280.5 | 1.82 | 2P(过量)+3Cl22PCl3;2P+5Cl22PCl5 |
PCl3 | —112 | 75.5 | 1.574 | 遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3 |
POCl3 | 2 | 105.3 | 1.675 | 遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3 |
(一)制备:RU 图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)
(1)仪器乙的名称____________。
(2)实验室用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的化学方程式:_______________________ 。
(3)碱石灰的作用是____________________。
(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前,应先通入一 段时间的CO2,其目的是____________________。
(二)提纯:
(5)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后,通过_________________(填实验操作名称),即可得到PCl3的纯品。
(三)分析:
测定产品中PCl3纯度的方法如下:迅速称取4.200 g产品,水解完全后配成500mL溶液,取出25.00mL加入过量的0.1000 mol/L 20.00 mL 碘溶液,充分反应后再用0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定过量的碘,终点时消耗10.00 mL Na2S2O3溶液。
已知:H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;假设测定过程中没有其他反应。
(6)根据上述数据,该产品中PCl3的质量分数为____________________ 。若滴定终点时俯视读数,则PCl3的质量分数_______(偏大、偏小、或无影响)
溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
| 苯 | 溴 | 溴苯 |
密度/g·cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸点/℃ | 80 | 59 | 156 |
水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生,是因为生成了_______气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是_____ ___;
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是____________________;
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为________,要进一步提纯,下列操作中必需的是________(填入正确选项前的字母);
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是________ (填入正确选项前的字母)。
A. 25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL
富马酸亚铁(分子式为C4H2O4Fe,结构简式为)是一种限量使用的铁强化剂。
(1)下图为实验室模拟工业制取富马酸亚铁的流程图:
①根据题意,请你写出富马酸的结构简式:________________________。
②绿矾(FeSO4·7H2O)在保存过程中形成的杂质主要有________(填化学式)。
③操作Y包括________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。
④判断操作Y中“洗涤”富马酸亚铁产品表明已洗净的实验方法是___________。
(2)设计一个实验方案,证明所得富马酸亚铁产品属于亚铁盐(可供选用的试剂有KSCN溶液、H2O2溶液、稀硫酸。)。填写下表相应空格:
步骤 | 实验操作与现象 |
① | 取富马酸亚铁产品1.5 g,加入稀硫酸25 mL,用水稀释至50 mL,加热使其完全溶解并反应,冷却后过滤(除去生成的富马酸及可能过量的反应物),保存滤液 |
② | |
③ | |
某化学兴趣小组同学在馓“证明海带中存在碘元素”的实验时,对课本上的描述:“海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-形式存在”产生了疑问。久置KI固体被氧化变质,呈浅黄色(有I2),KI固体直接加热时,为什么不被氧化呢?因此,小组同学针对I-被氧化条件除了氧气之外还需要什么条件进行了实验探究。
【提出假设】根据久置KI固体会被氧化而变质,结合空气的成分,首先排除 和稀有气体的影响。然后对KI变质条件提出合理假设:
假设一:需要H2O的参与;
假设二:需要CO2的参与;
假设三: 。
【实验验证】
(1)为了验证假设二,小组同学设计了以下实验方案;取10mLKI溶液(浓度较大)于5支试管中,向试管中通入CO2气体或者滴加盐酸。一段时间后对比试管中的颜色深浅,之后向试管中滴入淀粉溶液,再次对比试管中的颜色深浅,具体实验现象见下表:
试管序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
通入CO2时间/min | 0 | 1 | 5 | | |
滴加盐酸/滴 | 0 | | | 3 | 6 |
溶液中颜色对比 | 无色 | 浅黄色→黄色(依次加深) | |||
滴加淀粉溶液后的颜色对比 | 无色 | 浅蓝色→蓝色(依次加深) |
小组同学通过实验现象深入思考了CO2在反应过程中的作用,得出结论:CO2气体同盐酸一样在KI被氧化的过程中提供 环境。
写出此实验中CO2与KI反应的化学方程式 。
(2)为了验证I-被氧化是否必须要有H2O的参与,小组同学设计了以下实验验证:
实验步骤 | 预期现象和结论 |
①取一份纯净的KI固体,分成两等份; | |
②一份加入到装有 的集气瓶A中; 一份加入到装有 的集气瓶A中; ③几天后观察。 | |
【交流提高】
由于空气中CO2和水蒸气的含量很低,导致在加热KI的过程中这两种气体很容易被“驱散”,不能很好地与KI接触,KI自然就不能被氧化。长时间保存碘化钾需要避光、 。