某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化。![]()
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是__________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是______________________。
再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是_____________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_____,理由是_______。
| 方案 | 反应物 |
| 甲 | Cu、浓硝酸 |
| 乙 | Cu、稀硝酸 |
| 丙 | Cu、O2、稀硝酸 |
S2C12是一种金黄色易挥发的液体,常用作橡胶硫化剂。某化学兴趣小组拟设计实验制备少量的S2C12,査阅资料知S2Cl2在水中易发生歧化反应(一部分硫元素化合价升高,另一部分化合价降低)。加热条件下硫单质和干燥、纯净的Cl2反应即可生成S2C12,反应的化学方程式为:2S+Cl2
S2Cl2。
反应涉及的几种物质的熔沸点如下:
| 物质 | S | S2Cl2 |
| 沸点/℃ | 445 | 138 |
| 熔点/℃ | 113 | -76 |
回答下列问题:
(1)连接好实验装置后的第一步实验操作是______。
(2)实验中需要加热的仪器是 (填写字母)
(3)装置B、C中的试剂分别是 。
(4)装置D中仪器a的作用是 。
(5)反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是____________。
(6)若实验过程中缺少C装置,发现产品浑浊不清,请用化学方程式表示其原因____________。
(7)实验完毕,小组中的一位同学把剩余浓盐酸倒入E烧杯中,发现有黄绿色剌激性气体产生。用离子方程式表示产生该现象的原因____________。
(16分)某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。
| 操作 | 现象 |
| a.用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸,加热。 | |
| b.把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。 | 红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。 |
①碳与浓硝酸的反应,说明浓硝酸具有 性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解,写出反应的化学方程式 。
(2)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O2还是NO2,设计了以下实验。
Ⅰ.制取NO2气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图(夹持仪器略)。
②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,反应生成两种物质的量相等的正盐,写出这两种盐的化学式 。
Ⅱ.探究实验。
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式 。
②试分析:是否需要增加带火焰的木炭与纯净O2反应的实验 。
③通过实验探究,你认为助燃气体是什么,简述理由 。
(15分)
三氯化磷(PCl3)是一种重要的有机合成催化剂。实验室常用红磷与干燥的Cl2制取PCl3,装置如下图所示。![]()
已知:红磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷), POCl3溶于PCl3,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl。PCl3、POCl3的熔沸点见下表。
| 物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
| PCl3 | -112 | 75.5 |
| POCl3 | 2 | 105.3 |
(1)写出A中反应的离子方程式 。
(2)B装置中所盛试剂是 ;E中烧杯内冷水的作用是 。
(3)实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管,其连接方法是:先把 ,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管中。
(4)检查装置气密性后,向D装置的曲颈瓶中加入红磷,打开K3通入干燥的CO2,一段时间后关闭K3,加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通入氯气,反应立即进行。其中通入干燥CO2的目的是 。
(5)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等,加入红磷加热除去PCl5后,再通过 (填实验名称)即可得到较纯净的PCl3。
(6)实验后关闭K1,打开K2,将A、B中余氯通入300ml 1mol/L的NaOH溶液中。若NaOH恰好完全反应,则吸收氯气的物质的量为(假设反应生成了NaCl 、 NaClO 和 NaClO3等钠盐) mol,反应中转移电子的物质的量(n)的范围是 。
(18分) (1)某实验小组的甲同学用图l所示装置制取少量乙酸乙酯(加热设备及夹持固定装置均略去)。![]()
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①试管a中需要加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL,正确的加入顺序及操作是 。
②试管a中加入碎瓷片的作用是 ,如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是 (填序号)。
| A.立即补加 | B.不需补加 | C.冷却后补加 | D.重新配料 |
④试管b中盛有饱和Na2CO3溶液,其作用是 。
⑤反应结束后,振荡试管b,静置。观察到的现象是 。
(2)该小组的乙同学利用图2所示装置制备并收集干燥的NO2气体。
①图2中仪器n的名称是 。
②请在方框内画出用集气瓶收集NO2的装置图。
③写出仪器n中发生反应的离子方程式: 。
(3)该小组的丙同学利用图2所示装置制取NH3和O2的混合气体,并且利用图3所示装置验证NH3的某些性质。m中加入浓氨水,q中加入碱石灰,e内放置催化剂(铂石棉),按气流方向连接各仪器x→y→z→h。
①图2仪器n内需加入固体试剂的名称为 。
②实验中观察到e内有红棕色气体出现,证明氨气具有 性,e中发生反应的化学方程式为 。