《实验化学》
甲苯氧化法制备苯甲酸的反应原理如下：
+ 2KMnO₄+KOH+2MnO₂↓+H₂O
+ HCl+KCl
实验时将一定量的甲苯和KMnO₄溶液置于图1装置中，在100 ℃时， 反应一段时间，再停止反应，并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
             
图1回流搅拌装置                          图2抽滤装置  
⑴实验室中实现操作Ⅰ所需的玻璃仪器有     、烧杯；操作Ⅱ的名称为     。
⑵如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，若无此操作会出现的危害是     。
⑶在操作Ⅲ中，抽滤前需快速冷却溶液，其原因是     ；如图2所示抽滤完毕，应先断开     之间的橡皮管。
⑷纯度测定：称取1.220 g产品，配成100 mL溶液，取其中25.00 mL溶液，进行滴定 ，消耗KOH物质的量为2.4×10^－3 mol。产品中苯甲酸质量分数为     。

（12分）硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，另含ZnSiO₃、FeCO₃、CuO等）生产ZnSO₄·7H₂O的一种流程如下：

⑴步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。
①酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是     。
②过滤时，为防止堵塞，过滤装置需经常用氢氧化钠溶液清洗，其清洗原理是
     （用化学方程式表示）。
⑵步骤Ⅱ中，在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾，生成Fe(OH)₃和MnO(OH)₂两种沉淀，该反应的离子方程式为     。
⑶步骤Ⅲ所得滤渣C的主要成分是     。
⑷取28.70 g ZnSO₄·7H₂O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。

①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是     。
②680 ℃时所得固体的化学式为     。
a．ZnO     b．Zn₃O(SO₄)₂     c．ZnSO₄     d．ZnSO₄·H₂O

(共15分) 某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质。实验室中以该矿样为原料制备CuCl₂·2H₂O晶体，流程如下：

（1）在实验室中，欲用37％(密度为1．19 g·mL^-1)的盐酸配制500 mL 6 mol·L^-1的盐酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有_______________ 、  _______________ 。
（2）①若在实验室中完成系列操作a。则下列实验操作中，不需要的是_______  (填下列各项中序号)。

②CuCl₂溶液中存在如下平衡：Cu(H₂O)₄²⁺(蓝色)+4Cl^- CuCl₄^2-(黄色)+4H₂O。
欲用实验证明滤液A(绿色)中存在上述平衡，除滤液A外，下列试剂中，还需要的是____ (填下列各项中序号)。        a．FeCl₃固体     b．CuCl₂固体     c．蒸馏水
（3）某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程，查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时，固体质量变化曲线及SO₂生成曲线如下图所示。

①CuS矿样在焙烧过程中，有Cu₂S、CuO·CuSO₄、CuSO₄、CuO生成，转化顺序为下列四阶段：

第①步转化主要在200～300^oC范围内进行，该步转化的化学方程式为  _______________ 。                                                            
②300～400^oC范围内，固体质量明显增加的原因是_______________，上图所示过程中，CuSO₄固体能稳定存在的阶段是__________(填下列各项中序号)。
a．一阶段    b、二阶段    c、三阶段  d、四阶段
③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程，并验证所得气体为SO₂和O₂的混合物。

a．装置组装完成后，应立即进行气密性检查，请写出检查A-D装置气密性的操作  __________ 。
b．当D装置中产生白色沉淀时，便能说明第四阶段所得气体为SO₂和O₂的混合物。你认为装置D中原来盛有的溶液为_______________ 溶液。
c．若原CuS矿样的质量为l0．0 g（含加热不反应的杂质），在实验过程中，保持温度在760^oC左右持续加热，待矿样充分反应后，石英玻璃管内所得固体的质量为8．4 g，则原矿样中CuS的质量分数为__________。

暗紫色化合物A具有绿色、高电压和高能量的特点，近年来引起了电化学界的高度重视。在常温和干燥的条件下，化合物A可以稳定的存在，但它在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质。某兴趣小组的同学对化合物A进行组成分析，确定A中仅含有O、K、Fe三种元素。取3.96g化合物A的粉末溶于水，滴加足量的稀硫酸，向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液，恰好完全反应。过滤，将洗涤后的沉淀充分灼烧，得到红棕色固体粉末1.60g；将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g。
（1）化合物A的化学式为        ；化合物A与H₂O反应的离子方程式为                   。
（2）化合物A还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂。原因是                          。
（3）化合物A的制备还可通过氧化法，试写出在KOH存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备A的化学方程式                          。
（4）目前，人们针对化合物A的稳定性进行了大量的探索，并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高化合物A水溶液稳定性的是      

(14分)草酸是一种重要的化工原料，广泛用于药物生产、高分子合成等工业，草酸晶体受热到100℃时失去结晶水，成为无水草酸。某学习小组的同学拟以甘蔗渣为原料用水解—氧化—水解循环进行制取草酸。

三氯化六氨合钴（Ⅲ）是一种重要的化工产品， 实验中采用H₂O₂作氧化剂，在大量氨和氯化铵存在下，选择活性炭作为催化剂将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)，来制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)配合物，反应式为：2CoCl₂·6H₂O ＋ 10NH₃ ＋ 2NH₄Cl ＋ H₂O₂ 活性炭2[Co(NH₃)₆]Cl₃ ＋14H₂O
已知：① 钴(Ⅱ)与氯化铵和氨水作用，经氧化后一般可生成三种产物：紫红色的二氯化一氯五氨合钴[Co(NH₃)₅ Cl]Cl₂晶体、砖红色的三氯化五氨一水合钴[Co(NH₃)₅ H₂O]Cl₃晶体、橙黄色的三氯化六氨合钴[Co(NH₃)₆]Cl₃晶体，控制不同的条件可得不同的产物（如温度不同产物也不同）。293K时，[Co(NH₃)₆]Cl₃在水中的溶解度为0.26mol/L
②CoCl₂、[Co(NH₃)₆]Cl₃、[Co(NH₃)₅ Cl]Cl₂在水中能完全电离
③制备三氯化六氨合钴（Ⅲ）粗产品的流程如下：

④三氯化六氨合钴（Ⅲ）粗产品的提纯流程如下：

⑤制备过程中可能用到的部分装置如下：
            
请回答下列问题：
（1）操作B的名称是               ，操作A后所弃去的沉淀中一定有              。
（2）CoCl₂在没有铵盐存在的情况下，遇氨水生成蓝色沉淀，该反应的离子方程式为      。原料NH₄Cl的主要作用有：①                           ；②提供NH₃。
（3）冷却至10℃后，步骤B中逐滴加入H₂O₂溶液的目的：①         ；②使反应温和进行。
（4）操作A的名称为                  ，进行该操作的装置是                 （填序号）。
A.装置Ⅰ       B.装置Ⅱ        C.装置Ⅲ
若操作过程中，发现漏斗尖嘴处有少量晶体析出，处理方法是         。
装置Ⅱ中仪器A、B、C、D的名称分别是          、         、          、           。
（5）步骤C进行洗涤时要用到两种试剂，应该先用_____（填序号，下同）洗涤，后用       洗涤。
A. 饱和氯化钠溶液         B. 无水乙醇           C. 浓盐酸
（6）你认为本实验提高产率的关键步骤有哪些？                              。
（7）与[Co(NH₃)₆]Cl₃类似的产品还有[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂，请简述验证某晶体是[Co(NH₃)₆]Cl₃还是
[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂的实验方案：                                                   。

（15分）Ⅰ．某实验小组把CO₂通入饱和Na₂CO₃溶液制取NaHCO₃，装置如图所示（气密性已检验，部分夹持装置略）：

（1）请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用                      。
（2）当D中有大量白色固体析出时，停止实验，将固体过滤、洗涤，取一定量配成样液，并加入BaCl₂溶液，出现白色沉淀并有气体产生，其离子方程是                                     。
Ⅱ．某课外活动小组欲利用氨气与CuO反应，研究氨气的性质并测其组成，设计了如下实验（夹持装置未画出）进行实验。请回答下列问题：

（1）仪器b中可选择的试剂为（任意填一种）_____________。
（2）实验中，装置C中黑色CuO粉末全部转化为红色固体（已知Cu₂O也为红色固体），量气管中有无色无味的气体。实验前称取黑色CuO 80g，实验后得到红色固体质量为68g。则红色固体成分的化学式为_______________。
（3）F中读取气体体积前，应向上或向下移动右管，使得左右两边液面相平，若无此操作，而F中左边液面低于右边液面，会导致读取的气体体积________ （填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。
（4）要想测得氨气分子中氮、氢原子个数比，实验中应至少测量或读取哪些数据________（填序号）。
a．B装置实验前后质量差mg；     b．F装置实验前后液面差VL
c．D装置实验前后质量差mg；     d．E装置实验前后质量差mg；
（5）E装置中浓硫酸的作用是__________________________________________。

(11分)在实验室里用乙醇跟浓H₂SO₄反应制取乙烯时，常因温度过高而发生副反应，部分乙醇跟浓H₂SO₄反应生成SO₂，CO₂，水蒸气和炭黑。
（1）用编号为①→④ 的实验装置设计一个实验，以验证上述反应混合气体中含CO₂，SO₂和水蒸气。用装置的连接顺序（按产物气流从左到右的流向）：
→   →    →   →。
（2）实验的装置①中A瓶的现象是________；结论为______________。
B瓶中的现象是________；B瓶溶液作用为________;
是否能将B瓶溶液换成酸性高锰酸钾______ (答是，否)。
（3）装置③中加的固体药品是________装置②中盛的溶液是________。
（4）装置④生成乙烯的反应类型是______；若要验证混合气体中有乙烯，应将混合气体先通过盛____________的洗气瓶，再通过盛______的试管中。 

（15分）某研究小组用黄铜矿（主要成分是CuFeS₂，其中S为-2价）为主要原料炼铜，其总反应为：2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂＝2Cu+2FeSiO₃+4SO₂。事实上该反应是按如下流程分步进行的：



（1）氧化Ⅰ的反应主要是煅烧生成的硫化亚铁被进一步氧化为氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣。矿渣的主要成分是     （填化学式）。
（2）据报道，有一种细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，反应是在酸性溶液中发生的。该反应的化学方程式为     。
（3）我国学者研究发现，以精CuFeS₂矿为原料在沸腾炉中与O₂（空气）反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO₄·5H₂O，生产成本能够降低许多。有关实验结果如下表：

（12分）Na₂S₂O₃（俗称保险粉）在医药、印染中应用广泛，可通过下列方法制备：取15.1 gNa₂SO₃溶于80.0 mL水。另取5.0 g硫粉，用少许乙醇润湿后加到上述溶液中。小火加热至微沸，反应1小时后过滤。滤液在100℃经蒸发、浓缩、冷却至10℃后析出Na₂S₂O₃·5H₂O。
（1）加入的硫粉用乙醇润湿的目的是     。
（2）滤液中除Na₂S₂O₃和可能未反应完全的Na₂SO₃外，最可能存在的无机化合物杂质是     ；其检测的方法是：取出少许溶液，加盐酸至酸性后，过滤除去S，再加BaCl₂溶液。则加入的盐酸发生两个反应的化学方程式为：
Na₂SO₃+2HCl=SO₂↑+H₂O+2NaCl；     。
（3）某环境监测小组用含0.100 mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液[含少量的Na₂SO₃，且n(Na₂S₂O₃) ∶n(Na₂SO₃)
= 5∶1]测定某工厂废水中Ba²⁺的浓度。他们取废水50.0 mL，控制适当的酸度加入足量的K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；沉淀经洗涤、过滤后，用适量的稀硫酸溶解，此时CrO₄^2-全部转化为Cr₂O₇^2-；再加过量KI溶液，充分反应后，用上述Na₂S₂O₃溶液进行滴定，反应完全时，测得消耗Na₂S₂O₃溶液的体积为36.0 mL。
（已知有关反应的离子方程式为：①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺   2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；
②I₂+2S₂O₃^2-   2I^-+S₄O₆^2-；③I₂+SO₃^2-+H₂O   2I^-+SO₄^2-+2H⁺）
则滴定过程中可用     作指示剂。计算该工厂废水中Ba²⁺的物质的量浓度。