为测定某碳酸氢钠样品的纯度(含有少量氯化钠),实验小组同学提出下列实验方案:
甲方案:沉淀法
乙方案:重量法
丙方案:气体体积法
丁方案:滴定法
(已知:每个方案均称取m1 g样品)
继而进行下列判断和实验:
(1)甲方案用下图装置进行实验:
![]()
①实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有__________。
②C中反应生成BaCO3的化学方程式是__________。
③下列各项措施中,不能提高测定准确度的是________。
a.在加入盐酸之前,应排尽装置内的CO2气体
b.滴加盐酸不宜过快
c.在A、B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d.在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(2)乙方案用下图装置进行实验:
![]()
①A装置中NaOH溶液的作用是____________,若直接向试样溶液中鼓入空气会导致实验测定结果__________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”);
②该方案需直接测定的物理量是________。
(3)丙方案用如图装置进行实验:
![]()
①为了减小实验误差,量气管中加入的液体X为______溶液;
②使Y形管中的硫酸溶液与试样反应的正确操作是将________转移到________中;
③反应完毕,每间隔1 min读取气体体积、气体体积逐渐减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是__________________(排除仪器和实验操作的影响因素);
④通过实验,测得该试样中碳酸氢钠质量分数偏低,产生这种现象的原因可能是________。
a.测定气体体积时未冷却至室温
b.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面
c.Y形管中留有反应生成的气体
d.气体进入量气管前未用浓硫酸干燥
(4)丁方案为称取m1 g样品,配成100 mL溶液,取出20 mL,用c mol·L-1的标准HCl溶液滴定至终点,平行测定三次,有关实验数据记录如下表,则该试样中碳酸氢钠质量分数的计算式为________。
| 实验 编号 | 待测液 体积(mL) | 标准液体积(mL) | |
| 滴定前读数 | 终点时读数 | ||
| 1 | 20.00 | 0.00 | 30.02 |
| 2 | 20.00 | 0.20 | 33.80 |
| 3 | 20.00 | 1.40 | 31.38 |
有难溶于水的粉末状固体样品,可能含Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中的一种或几种。研究小组通过实验确定样品的成分。
查阅资料知:
①Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O;
②部分氢氧化物在溶液中沉淀的pH见下表:
| 物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 1.8 | 6.3 | 5.2 |
| 完全沉淀的pH | 3.0 | 8.3 | 6.7 |
注:金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1
实验步骤:
Ⅰ.取一定量样品于烧杯中,加足量NaOH溶液,有气体产生,过滤得固体A和无色溶液B;
Ⅱ.向B中加入稀硫酸,出现白色沉淀,继续滴加稀硫酸至过量,白色沉淀完全溶解;
Ⅲ.向A中加入足量稀硫酸并微热,固体完全溶解,得溶液C;
Ⅳ.向C中加入NaClO,调节溶液的pH至4~5,产生红褐色沉淀,过滤得到蓝绿色溶液D;
Ⅴ.向D中加入NaOH,调节溶液的pH到7~8,产生蓝色絮状沉淀。
请回答下列问题。
(1)Ⅰ中产生气体的离子方程式为__________________。
(2)由Ⅰ、Ⅱ知,原样品中一定不存在的物质是________。
(3)溶液C中除H+、Cu2+外一定还含有的阳离子是__________;为验证溶液C中存在该阳离子,可选用的试剂及对应的现象是__________________。
(4)Ⅳ中加NaClO的目的是______________。
(5)由上述实验可以获得结论:原样品所有可能的成分组合为____________;________________。(用化学式表示、任写两种即可)
苯甲酸甲酯是一种重要的香料。其合成装置为
![]()
![]()
②反应物和产物的部分性质如下表所示:
| 沸点/℃ | 密度/(g·cm-3) | 水中溶解性 | |
| 苯甲酸 | 249 | 1.265 9 | 微溶于水 |
| 甲醇 | 64.6 | 0.791 0 | 易溶于水 |
| 苯甲酸甲酯 | 198 | 1.090 0 | 不溶于水 |
③实验步骤如下:
步骤一:在干燥的圆底烧瓶(如图甲)中加入12.20 g苯甲酸和12.10 mL甲醇。边缓缓摇动边加入3 mL浓硫酸,再加上几粒固体X,装上冷凝管,加热。
步骤二:取下图甲所示冷凝管,在烧瓶上安装图乙所示的装置,利用热水浴加热烧瓶;一段时间后,冷却,将烧瓶中溶液倒入分液漏斗中,先用水洗涤,再用浓碳酸钠溶液洗涤即得粗苯甲酸甲酯。
步骤三:将苯甲酸甲酯重新加入图乙所示装置中,加热,收集一定温度下的馏分,即得纯净的苯甲酸甲酯,质量为8.84 g。
回答下列问题:
(1)步骤一中固体X的作用是防止暴沸,X的名称是________________________。
(2)图甲装置中冷凝管的作用是________________________________________。
(3)图乙装置中仪器A的名称是________,仪器D的名称是________。
(4)步骤二中热水浴的目的是______________________,在分液漏斗中用水洗涤的目的是__________________,用碳酸钠洗涤的目的是______________________。
(5)步骤三中收集的馏分温度范围为________。(填正确答案标号)
a.63~66 ℃ b.197~198 ℃
c.248~250 ℃ d.>250 ℃
(6)本实验中,苯甲酸甲酯的产率为________。
乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
![]()
| 相对分 子质量 | 密度/ (g·cm-3) | 沸点/℃ | 水中 溶解性 | |
| 异戊醇 | 88 | 0.812 3 | 131 | 微溶 |
| 乙酸 | 60 | 1.049 2 | 118 | 溶 |
| 乙酸异戊酯 | 130 | 0.867 0 | 142 | 难溶 |
![]()
实验步骤:
在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________。
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是__________________________________,
第二次水洗的主要目的是__________________________________________________。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后________(填标号)。
a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是__________________________________________。
(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是_______________________________________。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是______(填标号)。
![]()
![]()
(7)本实验的产率是________(填标号)。
a.30% b.40%
c.60% d.90%
(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃开始收集馏分,会使实验的产率偏____(填“高”或“低”) ,其原因是_______________________________________________________。
硫化氢(H2S)是一种无色剧毒有臭鸡蛋气味的气体,蛋白质腐败和某些生命活动中均可以产生硫化氢,在工农业生产及科研活动中有重要的用途。
资料:①H2S可溶于水,其水溶液叫氢硫酸,是一种二元弱酸。
②FeS是一种不溶于水的黑褐色块状固体,能溶于盐酸或稀硫酸生成H2S。
(1)某化学实验小组设计了制取少量H2S并验证其性质的实验,如下图所示。B中盛放CuSO4溶液,C中放有湿润的蓝色石蕊试纸,D中盛放FeCl3溶液。
![]()
请回答下列问题:
①装置A中仪器a的名称是__________。写出装置A中发生反应的离子方程式____________;
②B中有黑色沉淀产生,B中发生反应的化学方程式为____________。工业上利用该反应检验Cu2+的存在,并使用H2S作为除去废水中某些重金属离子的沉淀剂;
③D中只有浅黄色沉淀产生,且溶液变浅绿色。写出发生反应的离子方程式______________。检验溶液中的Fe3+已经反应完全的操作过程______________。
(2)下图是实验室制取气体的常用反应装置。
![]()
现在该小组在实验室中要用硫化亚铁和稀硫酸制备较大量的H2S气体,可选择装置________。有同学选择了乙,请指出采用乙装置制取硫化氢气体的主要缺点________________。
(3)为进一步探究-2价硫的化合物与+4价硫的化合物发生反应的条件,该小组同学又设计了下列实验。
| 实验操作 | 实验现象 | |
| 实验1 | 将等浓度的Na2S和Na2SO3溶液按体积比2∶1混合 | 无明显现象 |
| 实验2 | 将H2S通入Na2SO3溶液中 | 未见明显沉淀,再加入少量稀硫酸,立即产生大量浅黄色沉淀 |
| 实验3 | 将SO2通入Na2S溶液中 | 有浅黄色沉淀产生 |
①根据上述实验,可以得出结论:在________条件下,+4价硫的化合物可以氧化-2价硫的化合物。
②已知:电离平衡常数:H2S Ka1=1.3×10-7;Ka2=7.1×10-15
H2SO3 Ka1=1.7×10-2;Ka2=5.6×10-8
将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量,下列表示溶液pH随SO2气体体积变化关系示意图正确的是________(填序号)。
![]()
![]()