题目内容
【题目】亚硝酸钙是一种阻锈剂,可用于染料工业,某兴趣小组拟制备Ca(NO2)2并对其性质进行探究。
【背景素材】
I.NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O。
Ⅱ.Ca(NO2)2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO3-,MnO4-被还原为Mn2+。
Ⅲ.在酸性条件下,Ca(NO2)2能将I-氧化为I2,S2O32-能将I2还原为I-。
【制备氮氧化物】
(1)甲组同学拟利用如下左图所示装置制备氮氧化物。
①仪器X、Y的名称分别是______________、______________。
②装置B中逸出的NO与NO2的物质的量之比为1∶1,则装置B中发生反应的化学方程式为_____________________ ,若其他条件不变,增大硝酸的浓度,则会使逸出的气体中n(NO2)__________n(NO)(填“>”或“<”)。
【制备Ca(NO2)2】
⑵乙组同学拟利用装置B中产生的氮氧化物制备Ca(NO2)2,装置如上右图。
①装置C中导管末端接一玻璃球的作用是________________。
②装置D的作用是______________;装置E的作用是________________。
【测定Ca(NO2)2的纯度】
⑶丙组同学拟测定Ca(NO2)2的纯度(杂质不参加反应),可供选择的试剂:
a.稀硫酸 b. c1mol·L-1的KI溶液 c.淀粉溶液
d.c2mol·L-1的Na2S2O3溶液 e.c3mol·L-1 的酸性 KMnO4 溶液
①利用Ca(NO2)2的还原性来测定其纯度,可选择的试剂是______________(填字母)。
②利用Ca(NO2)2的氧化性来测定其纯度的步骤:准确称取mgCa(NO2)2样品放入锥形瓶中,加适量水溶解,__________________(请补充完整实验步骤)。
【答案】 分液漏斗 锥形瓶 2SO2+2HNO3+H2O=NO+NO2+2H2SO4 > 增大与石灰乳的接触面积 防止倒吸(或作安全瓶) 吸收未反应的氦氧化物 e 加入过量c1mol·L-1的KI溶液、淀粉浓液,然后滴加稀硫酸,用c2mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色,读取消耗Na2S2O3溶液的体积,重复以上操作23次
【解析】(1) ①仪器X、Y分别是分液漏斗、锥形瓶,故答案为:分液漏斗、锥形瓶;
②根据题意,装置B中盛放的是硝酸,二氧化硫与硝酸反应放出一氧化氮和二氧化氮,若逸出的NO与NO2的物质的量之比为1∶1,则装置B中发生反应的化学方程式为2SO2+2HNO3+H2O=NO+NO2+2H2SO4,若其他条件不变,硝酸的浓度越大,生成的二氧化氮越多,则会使逸出的气体中n(NO2)>n(NO) ,故答案为:2SO2+2HNO3+H2O=NO+NO2+2H2SO4;>;
⑵①装置C中导管末端接一玻璃球,可以增大与石灰乳的接触面积,故答案为:增大与石灰乳的接触面积;
②反应中,装置内气体的压强会发生变化,装置D可以防止倒吸;装置E中的氢氧化钠可以吸收未反应的氦氧化物,防止污染空气,故答案为:防止倒吸(或作安全瓶) ;吸收未反应的氦氧化物,防止污染空气;
⑶ ①根据信息Ⅱ.Ca(NO2)2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO3-,MnO4-被还原为Mn2+,利用Ca(NO2)2的还原性来测定其纯度,可选择的试剂是c3mol·L-1 的酸性 KMnO4 溶液,故答案为:e;
②根据信息Ⅲ.在酸性条件下,Ca(NO2)2能将I-氧化为I2,S2O32-能将I2还原为I-。利用Ca(NO2)2的氧化性来测定其纯度,可以选择c1mol·L-1的KI溶液、淀粉溶液和稀硫酸以及c2mol·L-1的Na2S2O3溶液,步骤为准确称取mgCa(NO2)2样品放入锥形瓶中,加适量水溶解,加入过量c1mol·L-1的KI溶液、淀粉浓液,然后滴加稀硫酸,用c2mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色,读取消耗Na2S2O3溶液的体积,重复以上操作23次,故答案为:加入过量c1mol·L-1的KI溶液、淀粉浓液,然后滴加稀硫酸,用c2mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色,读取消耗Na2S2O3溶液的体积,重复以上操作23次。
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【题目】醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料制取醋酸镍的工艺流程图如下:
相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下:
金属离子 | 开始沉淀时的pH | 沉淀完全时的pH |
Fe3+ | 1. 1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Ni2+ | 6.7 | 9.5 |
物质 | 20℃时溶解性(H2O) |
CaSO4 | 微溶 |
NiF | 可溶 |
CaF2 | 难溶 |
NiCO3 | Ksp= 1.0×10-5 |
(1)NH4F的电子式为____________。
(2)将含镍原料粉碎的目的是____________。
(3)调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是____________。
(4)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是____________、_____________。
(5)写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式_____________。
(6)酸浸过程中,lmol NiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式:_______________。
(7)保持其他条件不变,在不同温度下对含镍废料进行酸浸,镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为________℃、_______min。
(8)沉镍过程中,若c(Ni2+)=2.0 mol·L-1,欲使100 mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5span>mol·L-1],则需要加入Na2CO3固体的质量最少为______g。(保留小数点后1位有效数字)。
【题目】某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
【查阅资料】研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂,氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
催化剂 温度 反应程度 | 氧化铁 | 氧化铝 | 氧化铜 | 氧化镁 |
开始反应 | 420℃ | 515℃ | 305℃ | 490℃ |
剧烈反应 | 490℃ | 540℃ | 350℃ | 545℃ |
实验室用氯酸钾制取氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用的金属氧化物是___________。
【设计并完成实验】
Ⅰ. 将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ. 将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ. 将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
Ⅲ中X的值应为_____________,实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明______________________。 现象与实验Ⅲ相同.实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是______________________。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,然后进行称量的目的是_____________________________,最后还要再将黑色粉末和_______________混合加热进行实验。
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂,实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为_____________________________________________________。
【实验反思】MnO2的用量对 H2O2分解反应有何影响?
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中为3% H2O2溶液,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。)
【讨论交流】(1)图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出________________________________。图丙是“不同质量的MnO2与相同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出____________________________________。