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11.【定量实验设计】某研究性学习小组查阅资料获得晶体M的制备原理,他们进行如下探究:
【制备晶体】
以CrCl2•4H2O、过氧化氢、液氨、氯化铵固体为原料,在活性炭催化下,合成了晶体M.
(1)溶液中分离出晶体M的操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥.他们用冰水和饱和食盐水的混合物洗涤晶体M,其目的是降低晶体溶解度.制备过程中需要加热,但是,温度过高造成的后果是加快双氧水分解和液氨挥发.
【测定组成】
为了测定M晶体组成,他们设计如下实验.装置如图所示(加热仪器和固定仪器省略).

为确定其组成,进行如下实验:
①氨的测定:精确称M晶体,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量20% NaOH溶液,通入水蒸气,将样品溶液中的氨全部蒸出,用一定量的盐酸溶液吸收.蒸氨结束后取下接收瓶,用一定浓度的NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗一定体积的NaOH溶液.
②氯的测定:准确称取a g样品M溶于蒸馏水,配成100mL溶液.量取25.00mL配制的溶液用c mol•L-1AgNO3标准溶液滴定,滴加3滴0.01mol•L-1K2CrO4溶液(作指示剂),至出现砖红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色),消耗AgNO3溶液为b mL.
(2)安全管的作用是平衡气压.
(3)用氢氧化钠标准溶液滴定过量的氯化氢,部分操作步骤是检查滴定管是否漏液、用蒸馏水洗涤、用标准NaOH溶液润洗、排滴定管尖嘴的气泡、调节碱式滴定管内液面至0刻度或0刻度以下、滴定、读数、记录并处理数据;下列操作或情况会使测定样品中NH3的质量分数偏高的是C(填代号).
A.装置气密性不好           B.用酚酞作指示剂
C.滴定终点时俯视读数       D.滴定时NaOH溶液外溅
(4)已知:硝酸银热稳定性差;Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12,Ksp(AgCl)=1.8×10-10
选择棕色滴定管盛装标准浓度的硝酸银溶液,滴定终点时,若溶液中
c(CrO42-)为2.8×10-3mol•L-1,则c(Ag+)=2.0×10-5mol•L-1
(5)根据上述实验数据,列出样品M中氯元素质量分数计算式$\frac{cmol/L×\frac{b}{1000}L×35.5g/mol}{ag×\frac{25.00mL}{100mL}}×100%$.如果滴加K2CrO4溶液过多,测得结果会偏低(填:偏高、偏低或无影响).
(6)经测定,晶体M中铬、氨和氯的质量之比为104:136:213.写出制备M晶体的化学方程式2CrCl2+H2O2+6NH3+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr(NH34Cl3+2H2O.

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10.CuCl2、CuCl是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,一种制备铜的氯化物的流程如图1:

请回答下列问题:
(1)如图2装置进行反应①,导管a通入氯气(夹持仪器和加热装置省略).观察到的现象是试管内有棕色烟产生,写出铜与氯气反应的化学方程式Cu+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CuCl2
(2)上述流程中固体K溶于稀盐酸的目的是避免Cu2+水解.试剂X、固体J的物质分别为c.
a.NaOH   Fe(OH)3 b.NH3•H2O  Fe(OH)2
c.CuO    Fe(OH)3    d.CuSO4     Cu(OH)2
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀.写出制备CuCl的离子方程式2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+
(4)反应后,如图盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化学腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效.该红褐色沉淀的主要化学式是Fe(OH)3.该腐蚀过程的正极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-
(5)以石墨为电极,电解CuCl2溶液时发现阴极上也会有部分CuCl析出,写出此过程中阴极上的电极反应式Cu2++e-+Cl-=CuCl.

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9.某化学兴趣小组以木炭和浓硝酸为起始原料,探究一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠.设计装置如下(忽略装置中空气的影响),请回答下列问题:

(1)组装好仪器后,必须进行的一项操作是检查装置的气密性.
(2)推测B中可以观察到的主要现象是铜片逐渐溶解,溶液逐渐变蓝,产生无色气泡;C装置的作用是除去NO中混有的CO2
(3)装置D中除生成NaNO2外,还有另一种固态物质Y,Y的化学式是NaOH.可以通过适当改进,不产生Y物质,请你提出改进方法:用装有碱石灰的干燥管代替C装置.
(4)在酸性溶液中,NO${\;}_{2}^{-}$可将MnO${\;}_{4}^{-}$还原为Mn2+.写出有关反应的离子方程式5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O.
(5)E装置中试剂X可以是B.
A.稀硫酸     B.酸性高锰酸钾溶液     C.稀硝酸     D.水.

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8.工业上硫酸锰氨[(NH42Mn(SO42],可用于木材防火涂料等.其制备工艺如图1:

已知步骤反应:H2C2O4(aq)+H2SO4(aq)+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnSO4(aq)+2CO2(g)+2H2O(l)△H
(1)在步骤I的反应中,氧化剂是MnO2
(2)步驟Ⅱ中趁热过滤前需向MnS04溶液中加人少量热水,其目的是防止过滤时因温度降低有MnSO4晶体析出所得(NH42Mn(SO42晶体需用酒精溶液洗涤,洗去的主要杂质离子有NH4+、SO42-
(3 下列操作有利于提高产品产率的是ABC(填序号)
A.慢慢分次加人二氧化锰
B.趁热过滤
C.冰水浴充分冷却
D.用水水代替酒精溶液洗涤
(4)一定条件下,在步骤I的水溶液中1molMnO2完全反应时相对能量变化如图,则△H=+20 kJ/mol;催化剂是否参加化学反应是(填“是”或“否”或不确定”)
(5)碱性千电池中含大量MnO2可以回收利用,该电池工作时的正极反应试为2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-若从电池中回收87kg
MnO2,理论上可以获得[(NH42Mn(SO42283kg.

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7.某学习小组依据反应:SO2(g)+Cl2(g)?SO2Cl2(g)△H<0,设计制备磺酰氯(SO2Cl2)的装置如图,有关信息如表所示.
(1)若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl2,反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)C仪器装的药品是无水CaCl2,其作用是防止水蒸气进入A装置(引起SO2Cl2水解);
(3)为了便于混合物的分离且提高反应物的转化率,A装置的反应条件最好选择
a.冰水浴  b.常温  c.加热至69.1℃
(4)如果通入的Cl2或SO2含有水蒸气,氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
SO2Cl2Cl2SO2
熔点-54.1-101-72.4
沸点69.1-34.6-10
性质遇水发生剧烈水解
(5)实验时选通入干燥的Cl2将A装置中的空气赶走,再缓慢通入干燥的SO2,即发生反应.充分反应后,继续通入Cl2使装置中的SO2进入烧杯中被吸收,分离产物后,向获得的SO2Cl2中加水,出现白雾,振荡、静置得到无色溶液W.
①经分析SO2Cl2与H2O反应性于非氧化还原反应,写出该反应的化学方程式SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
②无色溶液W中的阴离子除含少量OH-外,还含有其它两种阴离子,如需检验溶液W中这两种阴离子,则其检出第一种离子的检验方法是取少量W溶液于试管中,加入过量Ba(NO32溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀产生,说明溶液中含有SO42-
③反应完成后,在W溶液、烧杯中分别滴加过量的BaCl2溶液,均出现白色沉淀,此沉淀不溶于稀盐酸,经过滤、洗涤、干燥、称量得到的固体质量分别为Xg、Yg,则SO2+Cl2?SO2Cl2反应中,SO2的转化率为$\frac{X}{X+Y}$×100%(用含X、Y的代数式表示).

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6.由钛铁矿(主要成分是TiO2、少量FeO和Fe2O3)制备TiCl4、绿矾等产品的一种综合工艺流程图如下:

【提示】TiO2+的水解平衡TiO2++(n+1)H2O?TiO2.n H2O+2H+回答下列问题:
(1)硫酸与二氧化钛反应的离子方程式是TiO2+2H+=TiO2++H2O.
(2)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4 和CO气体的热化学方程式:TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81kJ•mol-1
(3)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性.该过程中有如下反应发生.
A:2Fe3++Fe=3Fe2+
B:2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
C:Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
I.结合信息判断Fe3+、TiO2+、H+氧化性强弱:Fe3+>TiO2+>H+
II.加入铁屑的作用是将Fe3+还原为Fe2+,生成Ti3+保护Fe2+不被氧化.
(4)往②中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,析出水合二氧化钛沉淀.请用化学平衡理论分析通入高温水蒸气的作用:水解是吸热反应,通入高温水蒸气能降低H+浓度,提高溶液温度,促进平衡向水解方向移动,从而析出TiO2•H2O.
(5)依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是产生了废气、废液、废渣等(只要求写出一项).
(6)绿矾(摩尔质量为278g/mol)可用于生产红色颜料(Fe2O3),556akg绿矾,理论上可生产红色颜料1000amol.

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5.资料显示:
a.Na2S2O3、BaS2O3、BaS均易溶于水.
b.SO2、Na2S、Na2CO3反应可生成Na2S2O3
某化学小组据此进行了制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)的探究,实验制备装置如图所示(省略夹持装置):

回答问题:
(1)仪器a的名称是分液漏斗.
(2)装置A中发生反应的化学方程式是Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O.
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率.
①B中最好盛装的液体是c.
a.蒸馏水  b.饱和Na2SO3溶液   c.饱和NaHSO3溶液  d.饱和NaHCO3溶液
②如使SO2缓慢进入烧瓶C,正确的操作是控制分液漏斗的活塞,使浓硫酸缓慢滴入A中.
(4)在装置C中生成Na2S2O3
①完成反应方程式:4SO2+2Na2S+1Na2CO3=3Na2S2O3+CO2
②反应开始先使A中发生反应一会儿,再使C中反应发生,其原因是A中反应一会生成二氧化硫,C中才能反应.
③结束反应后,取C中溶液,经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到Na2S2O3•5H2O.
(5)完成对所得产品的检测的实验:
推测操作和现象结论
杂质中的正盐成分可能有:
Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2SO4
①取Wg产品配成稀溶液;
②向溶液中滴加过量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,得沉淀和滤液;
③向沉淀中加入过量盐酸,沉淀完全溶解,并有刺激性气味的气体产生.
④向滤液滴加2滴淀粉溶液,再逐滴加0.100 0mol•L-1碘的标准溶液,至溶液呈紫色不再褪去,消耗碘的标准溶液体积为18.10mL.
产品杂质中:
一定含有Na2SO3
可能含有Na2S、Na2CO3
一定不含有Na2SO4
操作④发生的反应是:
2S2O${\;}_{3}^{2-}$+I2═S4O${\;}_{6}^{2-}$+2I-
产品纯度:$\frac{9}{w}$×100%.

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4.铁及其化合物在日常生活中有广泛应用.
(1)写出Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(2)绿矾(FeSO4•7H2O)是补血剂的原料,易变质.检验绿矾是否变质的试剂是KSCN溶液设计实验检验绿矾是否完全变质取样品溶于水,滴加酸性高锰酸钾溶液,如溶液褪色,则表示样品没有完全变质(或滴加铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,则样品没有完全变质)
(3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如图1:

①干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水,过程中会有少量FeCO3•nH2O在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为4FeCO3•nH2O+O2=4FeOOH+4CO2+(4n-2)H2O
②取干燥后的FeCO3样品12.49g,焙烧,最终得到还原铁粉6.16g,计算样品中杂质FeOOH的质量0.89g
(4)以羰基化合物为载体运用化学平衡移动原理分离、提纯某纳米级活性铁粉(含有一些不反应的杂质),反应装置如图2.Fe(s)+5CO(g)?Fe(CO)5(g)△H<0
T1<T2(填“>”、“<”或“=”),判断理由是铁粉和一氧化碳化合成羰基合铁时放出热量,低温有利于合成易挥发的羰基合铁,羰基合铁易挥发,杂质残留在玻璃管左端;当羰基合铁挥发到较高温度区域T2时,羰基合铁分解,纯铁粉残留在右端,一氧化碳循环利用.

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3.FeSO4•7H2O广泛用于医药和工业领域,实验室制备FeSO4•7H2O的流程如下:

(1)铁屑与稀硫酸反应前,应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟,操作目的是除去废铁屑表面的油污.
(2)最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
②降低FeSO4在水中的溶解度,减少FeSO4•7H2O的损耗.
(3)FeSO4•7H2O是某些补血剂的主要成分,实验室用KMnO4溶液通过氧化还原滴定测
定某补血剂(1.500g)中铁元素的含量.
①配制100mL 1.200×10 -2mol•L-1的KMnO4溶液时,将溶解后的溶液转移至容  量瓶中的操作方法是用玻璃棒引流,玻璃棒底部要在容量瓶的刻度线以下且玻璃棒不能碰到容量瓶口;
②实验中的KMnO4溶液需要酸化,可用于酸化的酸是c.
a.稀硝酸   b.稀盐酸   c.稀硫酸   d.浓硝酸
KMnO4溶液应盛装在酸式滴定管中.滴定到终点时的现象为滴入最后一滴KMnO4溶液,恰好变为紫红色,且半分钟内不退色.滴定完毕,三次实验记录KMnO4标准溶液的读数如下.
滴定次数实验数据123
V(样品)/mL20.0020.0020.00
V(KMnO4)/mL(初读数)0.000.200.00
V(KMnO4)/mL(终读数)15.8515.2214.98
该补血剂中铁元素的质量分数为3.36%.
(4)某实验小组用久置的FeSO4溶液和NaOH溶液制备Fe(OH)2,实验后没有得到预期的白色沉淀,于是采用下列试剂(已煮沸除氧)和装置进行实验:

实验开始打开止水夹C,目的是排除装置中的空气,防止氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁.一段时间后,关闭止水夹C,B中观察到的现象是液面上升出现白色沉淀.B中发生反应的离子方程式是Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓.

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2.无水氯化铝是有机化工常用的催化剂,氯化铝178℃时升华,极易潮解,遇水发热并产生白色烟雾.氯化铝还易溶于乙醇、氯仿和四氯化碳.实验室可用反应2Al+6HCl(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl3+3H2制备少量无水氯化铝,某同学利用该原理设计如下实验装置:
(1)A烧瓶中发生反应的化学方程式:NaCl+H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SO4+2HCl↑
(2)以下三步操作的先后顺序为③①②(填序号).
①点燃A处酒精灯    ②点燃C处酒精灯    ③滴加A处浓硫酸
(3)D中干燥管内碱石灰的作用是吸收过量的HCl气体,防止空气中的水蒸气进入D中烧瓶.
(4)下列有关AICl3的说法合理的是①(填序号).
①AlCl3水溶液能导电    ②熔融态AlCl3能导电    ③镁条能置换出AlCl3溶液中的Al
(5)实验室也可通过反应2Al+3Cl2(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl3制备无水氯化铝,此法若还利用上述装置,在A烧瓶中增用Mn02.固体之外,还必须对装置进行的改动是AB之间增加一装有饱和食盐水的洗气瓶,因Cl2中混有的HCl与Al反应生成H2,H2与Cl2混合加热时会发生爆炸.
(6)指出该实验装置可能存在的一种安全隐患:D中干燥管排出的H2与空气混合后遇酒精灯火焰发生爆炸;或“D中A1Cl3蒸气遇冷固化堵塞气体通路”.

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