题目内容

【题目】某学习小组在实验室模拟工业制备硫氰化钾(KSCN)。实验装置如图:

已知:①CS2不溶于水,比水重;NH3不溶于CS2;②三颈烧瓶内盛放有CS2、水和催化剂。

实验步骤如下:

1)制备NH4SCN溶液:CS2+3NH3NH4SCN+ NH4HS(该反应比较缓慢)

①实验前,经检验装置的气密性良好。三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导气管口,目的是_____

②实验开始时打开K1,加热装置AD,使A中产生的气体缓缓通入D中,至CS2消失。

则:装置A中反应的化学方程式是_____;装置C的作用是______

2)制备KSCN溶液:熄灭A处的酒精灯,关闭K1,移开水浴,将装置D继续加热至105℃,当NH4HS完全分解后(NH4HS= H2S↑ + 3NH3),打开K2,再缓缓滴加入适量的KOH溶液,发生反应:NH4SCN + KOH= KSCN + NH3↑ +H2O

小组讨论后认为:实验中滴加入相同浓度的K2CO3溶液比KOH溶液更好,理由是_____

3)制备硫氰化钾晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再减压蒸发浓缩,冷却结晶______,干燥,得到硫氰化钾晶体。

4)测定晶体中KSCN的含量:称取10.0g样品配成1000mL溶液量取20.00mL于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴Fe(NO3)3溶液做指示剂,用0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗AgNO3标准溶液20.00mL

①滴定时发生的反应:SCN- + Ag+= AgSCN↓(白色)。则判断达到终点时的方法是____

②晶体中KSCN的质量分数为____

【答案】使反应物充分接触,防止发生倒吸 2NH4Cl+ Ca(OH)2CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O 观察气泡流速,以便控制加热温度 K2CO3溶液碱性弱于KOH,且与NH4SCN反应产生更多气体(或K2CO3 + 2NH4SCN2KSCN + 2NH3↑ + CO2↑+ H2O),有利于溶液中残留的H2S逸出 过滤,洗涤 滴入一滴AgNO3溶液时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢复 97.0%

【解析】

1)①导气管口在液面下,可以使反应物充分接触,据此分析;

②实验室用氯化铵与氢氧化钙来制备氨气;反应为气体参加的装置,装置C中没有化学反应,可观察气泡速率,据此解答;

2)步骤一中得到了NH4SCNNH4SCNKOH反应的方程式已知,K2CO3溶液碱性弱于KOH,且条件可以优化,从该角度考虑作答;

3)依据实验室制备晶体的基本操作步骤解答。

1)①导气管口在液面下,可以使反应物充分接触,防止发生倒吸,故答案为:使反应物充分接触,防止发生倒吸;

②实验室用氯化铵与氢氧化钙来制备氨气,其化学方程式为:2NH4Cl+ Ca(OH)2CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O,装置C是为了观察气泡的速率、控制A装置的加热温度,来控制气体的产生速度。故答案为:2NH4Cl+ Ca(OH)2CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O;观察气泡流速,以便控制加热温度

2K2CO3溶液碱性弱于KOH,且与NH4SCN反应产生更多气体(或K2CO3 + 2NH4SCN2KSCN + 2NH3↑ + CO2↑+ H2O),有利于溶液中残留的H2S逸出,故答案为:K2CO3溶液碱性弱于KOH,且与NH4SCN反应产生更多气体(或K2CO3 + 2NH4SCN2KSCN + 2NH3↑ + CO2↑+ H2O),有利于溶液中残留的H2S逸出;

3)实验室制备晶体的操作:减压蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤,干燥,故答案为:过滤,洗涤;

4)①Fe3+SCN-发生络合反应,显红色,因此当最后一滴AgNO3溶液滴入时,SCN-反应完,红色褪去,并且半分钟内颜色不恢复;

②样品溶解后配成1000mL,只取了20.00mL溶液,相当于稀释了50倍,且KSCN的物质的量为:n(KSCN)=n(AgNO3)=0.1000mol/L×20.00×10-3L=0.002 mol,又KSCN的摩尔质量为:97g/mol,所以KSCN的质量为:m(KSCN)=×97g/mol×0.002mol=9.7g,故KSCN的质量分数为:,故答案为:滴入一滴AgNO3溶液时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢复;97.0%

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