题目内容
某研究性学习小组欲利用已经学过的化学知识和下列装置制取少量次氯酸钠,并进一步探究次氯酸钠的化学性质。
相关资料:反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O属于放热反应,温度稍高时便发生副反应:3Cl2+6NaOH=NaClO3+5NaCl+3H2O。
(1)制取氯气时,在烧瓶中加入一定量的二氧化锰,通过________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。请在装置A、B、C中选择一个合适的装置放在②处________。
(2)部分学生认为上述装置存在缺点,他们指出在前两个仪器之间应增加如D图所示的装置:你认为D中所盛液体是________,其作用是____________。
(3)该化学兴趣小组对产品的性质进行了如下探究。
第一步,测其pH=10。结合相关离子方程式解释原因________。
第二步,该化学兴趣小组的同学备选了紫色石蕊试液对次氯酸钠的性质进行实验检验。请你帮助他们完成实验报告:
实验操作 | 预期现象 | 结论 |
| | |
(1)分液漏斗 C
(2)饱和食盐水 除去Cl2中的HCl
(3)NaClO是强碱弱酸盐,水解呈碱性,ClO-+H2OHClO+OH-实验操作 预期现象 结论 取一干净试管,加入1~2 mL产品,然后滴加几滴紫色石蕊试液 先变蓝后褪色 次氯酸钠溶液具有碱性和氧化性(或漂白性)
解析
为探究铜与浓硫酸的反应,甲、乙两同学分别设计了图1、图2所示装置,将足量铜和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸共热,直到无气体生成为止(假定反应前后试管中溶液的体积不变)。
图1 图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:① ;② 。
(2)①甲根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。甲认为硫酸剩余的理论依据是 。
②下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有硫酸剩余的是_______。(选填编号)
A.过量铁粉 | B.氯化钡溶液 | C.银粉 | D.碳酸氢钠溶液 |
(4)为定量测定当剩余硫酸浓度不大于何值时,铜与硫酸就不能反应,甲、乙两位同学进行了如下设计:
①甲方案:将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有 的干燥管,反应结束后再次称量,干燥管质量增加m g。其余酸浓度为 mol·L-1。
②乙方案:分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1 000 mL,取20.00 mL于锥形瓶中,滴入2~3滴 ,(选填“酚酞”、“甲基橙”)用0.1000mol·L-1标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),用去NaOH溶液V mL。其余酸浓度为 mol·L-1。
③甲、乙两方案比较,你认为误差较大的是 ,理由是 。
某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)。
请按要求填空:
(1)利用B装置可制取的气体有 (写出两种即可)。
(2)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验。
①若在丙中加入适量水,即可制得氯水。将所得氯水分为两份,进行实验Ⅰ、Ⅱ,实验操作、现象、结论如下:
实验序号 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
Ⅰ | 将氯水滴入品红溶液 | 溶液褪色 | 氯气与水反应的产物有漂白性 |
Ⅱ | 氯水中加入 NaHCO3粉末 | 有无色气泡产生 | 氯气与水反应的产物具有较强的酸性 |
请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理?若不合理,请说明理由 。
②请利用上述装置设计一个简单的实验验证Cl-和Br-的还原性强弱(分别指出甲、乙、丙中盛装的试剂、实验现象及结论) 。
(3)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上),可制得NO2并进行有关实验。
①B中发生反应的化学方程式为 。
②欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤如下:先关闭止水夹 ,再打开止水夹 ,使烧杯中的水进入试管丁的操作是 。
③试管丁中的NO2与水充分反应后,若向试管内缓缓通入一定量的O2,直至试管全部充满水,则所得溶液中溶质的物质的量浓度是 (气体按标准状况计算)。
清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一,硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物,无机盐,金属、Si、SiO2粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物,通常用一定浓度的HF溶液,室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面,增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH、Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反应25~35 min,效果良好。回答下列问题
Ⅰ.(1)写出晶片制绒反应的离子方程式 ,对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型,他指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与OH一反应,生成SiO44一,然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为 。
(2)本校化学兴趣小组同学,为验证Seidel的理论是否正确,完成以下实验:
| 实验事实 |
事实一 | 水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。 |
事实二 | 盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。 |
事实三 | 普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。 |
事实四 | 在野外环境里,用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH,点着后焖烧,可剧烈放出H2。 |
事实五 | 1g(0.036mo1)Si和20mL含有lgNaOH(0.025mol)的溶液,小心加热(稍微预热),收集到约1700mL H2,很接近理论值(1600mL)。 |
Ⅱ.在工业中利用镁制取硅:2Mg+SiO22MgO+Si,同时有副反应发生:2Mg+SiMg2Si,Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置:
由于氧气的存在对该实验有较大影响,实验中应通入气体X作为保护气,试管中的固体药品可选用________(填序号)。 a.石灰石 b.锌粒 c.纯碱
(4)实验开始时,必须先通入X气体,再加热反应物,其理由是______________________________,当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,其原因是___________________________。
(5)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因用化学方程式表示为_______________________________________。