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14.某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證元素周期律.
(1)甲同學(xué)在a、b、c、d四只燒杯里分別加入50mL冷水,再分別滴加幾滴酚酞溶液,依次加入大小相近的鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鉀(K)金屬塊,觀察現(xiàn)象.
①甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證:同一主族,從上到下元素的元素失電子能力逐漸增強(qiáng);同一周期,從左到右,元素失電子能力逐漸減弱;
②反應(yīng)最劇烈的燒杯里金屬是D(填字母)A、鈉   B、鎂  C、鋁   D、鉀;
③寫出a燒杯里發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑.
④實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)b、c兩只燒杯中幾乎沒有什么現(xiàn)象,要想達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的,請你幫助選擇下列合適的方法BC
A.把鎂、鋁的金屬塊換成金屬粉末      B.把燒杯中的冷水換成熱水
C.把燒杯中的冷水換成鹽酸            D.把燒杯中的冷水換成氫氧化鈉溶液
(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)含氧酸的酸性就越強(qiáng).他設(shè)計(jì)了下圖裝置以驗(yàn)證碳、氮、硅元素的非金屬性強(qiáng)弱.乙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可直接證明三種酸的酸性強(qiáng)弱,已知A是強(qiáng)酸,其濃溶液在常溫下可與銅反應(yīng);B是塊狀固體;燒杯中盛放C的水溶液,打開分液漏斗的活塞后,C中可觀察到白色膠狀沉淀生成.
①寫出所選用物質(zhì)的化學(xué)式:A、HNO3; C、Na2SiO3(或K2SiO3).
②寫出燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:2HNO3+CaCO3=Ca(NO32+H2O+CO2↑.
③碳、氮、硅三種元素的得電子能力由強(qiáng)到弱順序?yàn)榈咎迹竟瑁?/div>

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13.工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3+)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7).工藝流程如圖1及相關(guān)物質(zhì)溶解度曲線如圖2:

(1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學(xué)方程式為:Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl.通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是低溫下K2Cr2O7的溶解度遠(yuǎn)小于其它組分,隨溫度的降低,K2Cr2O7的溶解度明顯減。
(2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是除去Fe3+
(3)固體A主要為NaCl(填化學(xué)式),固體B主要為K2Cr2O7(填化學(xué)式).
(4)為檢驗(yàn)得到的重鉻酸鉀晶體中含有少量的氯化鈉雜質(zhì),實(shí)驗(yàn)方法是:取少量重鉻酸鉀樣品,加水溶解,加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸銀溶液,有白色沉淀生成即說明產(chǎn)品中含有氯化鈉雜質(zhì);進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是重結(jié)晶
(5)將SO2通入用硫酸酸化的重鉻酸鉀溶液中,可制得硫酸鉻鉀KCr(SO42,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3SO2+K2Cr2O7+H2SO4=2KCr(SO42+H2O;如果溶液的酸堿性控制不當(dāng),可能會有Cr(OH)SO4雜質(zhì)生成.現(xiàn)從得到的硫酸鉻鉀產(chǎn)品中取出3.160g樣品加入足量鹽酸和BaCl2溶液后,得到白色沉淀5.126g.若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有Cr(OH)SO4,則該產(chǎn)品中KCr(SO42的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89.6%(用百分?jǐn)?shù)表示,保留1位小數(shù)).

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12.二氯化二硫(S2Cl2),常溫下是一種黃紅色液體,有窒息性,刺激性惡臭,熔點(diǎn)80℃,沸點(diǎn)135.6℃,在空氣中強(qiáng)烈產(chǎn)生煙霧,遇水、醇即分解;它常用于橡膠的低溫硫化和黏接劑,國防工業(yè)用作軍用毒氣.它的工業(yè)合成方法:將氯氣通入到熔融的硫單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而制得.實(shí)驗(yàn)室用下列裝置制取少量S2Cl2
請回答下列問題:
(1)S2Cl2分子中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則它的結(jié)構(gòu)式為Cl-S-S-Cl.
(2)下列方法都可以制得氯氣,其中符合裝置A制取的有b、c
a、MnO2固體和濃HCl共熱                 
b、KMnO4固體和濃HCl反應(yīng)
c、KClO3固體和濃HCl反應(yīng)                
d、MnO2固體、NaCl固體和濃硫酸共熱
(3)裝置A中用恒壓分液漏斗而不用普通分液漏斗的原因是平衡氣壓,便于液體順利滴下.
(4)B中飽和食鹽水的作用除去氯氣中氯化氫,裝置C中的試劑是濃硫酸.
(5)S2Cl2遇水強(qiáng)烈反應(yīng)產(chǎn)生煙霧,其產(chǎn)物中有一種氣體能使品紅溶液褪色,加熱后又恢復(fù)原狀,且反應(yīng)過程中只有一種元素化合價(jià)發(fā)生變化,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑,其氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3:1.
(6)從安全和環(huán)保方面考慮,在圖1中補(bǔ)全F方框內(nèi)剩下的裝置并注明裝置中的藥品.畫圖時(shí),儀器可以簡化,儀器可以分別表示為如圖2所示.

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11.苯胺為無色液體,還原性強(qiáng),易被氧化;有堿性,與酸反應(yīng)生成鹽.常用硝基苯與H2制備:
NO2+3H2$\stackrel{140℃}{→}$NH2+2H2O.其部分裝置及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

實(shí)驗(yàn)步驟:
①檢查裝置的氣密性,連接好C處冷凝裝置的冷水.
②先向三頸燒瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒壓分液漏斗,換上溫度計(jì).
③打開裝置A、B間活塞,通入H2一段時(shí)間.
④點(diǎn)燃B處的酒精燈,加熱,使溫度維持在140℃進(jìn)行反應(yīng).
⑤反應(yīng)結(jié)束后,關(guān)閉裝置A、B間活塞,加入生石灰.
⑥調(diào)整好溫度計(jì)的位置,繼續(xù)加熱,收集182~186℃餾分,得到較純苯胺.
回答下列問題:
(1)步驟⑥中溫度計(jì)水銀球的位置在三頸燒瓶出氣口(等高線)附近.
(2)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的敘述中,錯(cuò)誤的是A、C.
A.冷凝管的冷水應(yīng)該從b進(jìn)從a出
B.實(shí)驗(yàn)開始時(shí),溫度計(jì)水銀球應(yīng)插入反應(yīng)液中,便于控制反應(yīng)液的溫度
C.裝置A中應(yīng)使用鋅粉,有利于加快生成H2的速率
D.加入沸石的目的是防止暴沸
(3)若實(shí)驗(yàn)中步驟③和④的順序顛倒,則實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生的后果是加熱時(shí)氫氣遇氧氣發(fā)生爆炸;生成的苯胺被氧氣氧化.
(4)蒸餾前,步驟⑤中加入生石灰的作用是除去反應(yīng)中生成的水.
(5)有學(xué)生質(zhì)疑反應(yīng)完成后,直接蒸餾得到苯胺的純度不高,提出以下流程:
反應(yīng)后混合液$→_{萃取分液Ⅰ}^{鹽酸}$水溶液A$→_{萃取分液Ⅱ}^{NaOH溶液+乙醚}$有機(jī)液A$→_{減壓蒸餾}^{低溫}$較純苯胺
苯胺在酸性條件下生成鹽酸苯胺被水萃取,在堿性溶液中又被有機(jī)溶劑反萃取,這種萃取反萃取法簡稱反萃.實(shí)驗(yàn)中反萃的作用是除去苯胺中較多的雜質(zhì),有利于蒸餾;在分液漏斗中進(jìn)行萃取分液時(shí),應(yīng)注意不時(shí)放氣,其目的是減低漏斗內(nèi)的壓力,使漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)一致.
(6)苯胺還原性強(qiáng),易被氧化,請配平下列化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù):
2+4MnO2+5H2SO4→2+4MnSO4+1(NH42SO4+4H2O.

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10.鐵及其化合物有著廣泛用途.
(1)將飽和三氯化鐵溶液滴加至沸水中可制取氫氧化鐵膠體,寫出制取氫氧化鐵膠體的化學(xué)方程式FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe(OH)3(膠體)+3HCl.
(2)含有Cr2O72-的廢水有毒,對人畜造成極大的危害,可加入一定量的硫酸亞鐵和硫酸使Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+,該反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-+6 Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O.然后再加入堿調(diào)節(jié)溶液的pH在6-8 之間,使Fe3+和Cr3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀而除去.
(3)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生蓄電池,放電時(shí)的總反應(yīng)為Fe+Ni2O3+3H2O═Fe(OH)2+2Ni(OH)2,充電時(shí)陽極附近的pH降低(填:降低、升高或不變),放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2
(4)氧化鐵是重要的工業(yè)原料,用廢鐵屑制備氧化鐵流程如下:

①鐵屑溶于稀硫酸溫度控制在50~800C的主要目的是加快反應(yīng)速率、增大FeSO4的溶解度.
②寫出在空氣中煅燒FeCO3的化學(xué)方程式為4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
③FeCO3沉淀表面會吸附S042-,需要洗滌除去.
洗滌FeCO3沉淀的方法是向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀,使水自然流下,重復(fù)操作2至3次.判斷沉淀是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中,先加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若無沉淀生成則表明沉淀已洗凈,反之表明沒有洗凈.

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9.鎂是海水中含量較多的金屬元素,鎂合金及鎂的化合物用途非常廣泛.
(1)一種用水氯鎂石(主要成分為MgCl2•6H20)制備金屬鎂工藝的關(guān)鍵流程如圖1:

①為探究MgCl2•6H20“一段脫水”的合理溫度范圍,某科研小組將MgCl2•6H20在不同溫度下分解,測得殘留固體物質(zhì)的X一射線衍射譜圖如圖3所示(X一射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在).

測得E中Mg元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60.0%,則E的化學(xué)式為MgO.“一段脫水”的目的是制備MgCl2•2H20,溫度不高于180℃的原因是若溫度太高,MgCl轉(zhuǎn)化為MgOHCl或MgO.
②若電解時(shí)電解槽中有水分,則生成的MgOHCI與陰極產(chǎn)生的Mg反應(yīng),使陰極表面產(chǎn)生MgO鈍化膜,降低電解效率.生成MgO的化學(xué)方程式為MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2
③該工藝中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)有HCl、Cl2
(2)儲氫材料Mg (AlH4 )2在110一2000 C的反應(yīng)為:Mg(AlH42=MgH2+2Al+3H2↑個(gè)每生成27gA1轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol.
(3)“鎂一次氯酸鹽”燃料電池的裝置如圖2所示,該電池的正極反應(yīng)式為ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-

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8.苯甲酸及其鈉鹽可用作乳膠、牙膏、果醬及其它食品的防腐劑,也可用作染色和印色的媒染劑.某興趣小組同學(xué)利用高錳酸鉀氧化甲苯制備苯甲酸,制備原理和實(shí)驗(yàn)主要裝置甲如下:

已知:①甲苯為無色澄清液體,微溶于水,沸點(diǎn)110.6℃.
②苯甲酸的熔點(diǎn)為122.4℃.
③苯甲酸在25C和95°C時(shí)的溶解度分別為0.17g和6.8g.
實(shí)驗(yàn)流程:
I、往甲裝置中加入2.7mL(2.3g)甲苯和125mL水,然后分批次加人8.5g稍過量的
KMn04固體,控制反應(yīng)溫度約在1000C,回流反應(yīng)4小時(shí).
Ⅱ、將反應(yīng)混合物趁熱過濾,用少量熱水洗滌濾渣,合并濾液與洗滌液,冷卻后加人濃鹽
酸,經(jīng)操作B得白色較干燥粗產(chǎn)品.
Ⅲ、純度測定:稱取1.220g白色樣品,配成l00mL苯甲酸溶液,取25.00mL溶液,用0.1000mol•L-1
KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,重復(fù)滴定四次,每次消耗的體積如下表所示:
第一次第二次第三次第四次
體積(mL)24.0024.1022.4023.90
請回答:
(1)儀器A的名稱(球形)冷凝管,圖甲冷水應(yīng)從a(填“a“或“b“)管進(jìn)人.
(2)判斷甲苯被氧化完全的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是甲苯層消失,回流液不再有明顯的油珠
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程B,回答下列兩個(gè)問題:
①操作B的名稱過濾
②如果濾液呈紫色,要先加亞硫酸氫鉀,然后再加人濃鹽酸酸化,加亞硫酸氫鉀的目的是將過量的KMnO4反應(yīng)掉,防止其與濃鹽酸反應(yīng)
(4)實(shí)驗(yàn)所得的苯甲酸在結(jié)晶過程中常裹攜KC1析出.
①結(jié)合題中所給苯甲酸的性質(zhì),設(shè)計(jì)檢驗(yàn)苯甲酸固體中KC1的實(shí)驗(yàn)方案:取適量樣品加熱水溶解后,冷卻過濾得濾液(或取上層清液),向?yàn)V液中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,若得到白色沉淀,則可證明樣品中含有KCl
②除去產(chǎn)品中KCl的實(shí)驗(yàn)方法的名稱是重結(jié)晶
(5)樣品中苯甲酸純度為96.00%.

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7.某實(shí)驗(yàn)小組用圖2所示裝置制備一硝基甲苯(包括對硝基甲苯和鄰硝基甲苯)反應(yīng)原理(圖1):

實(shí)驗(yàn)步驟:①濃硫酸與濃硝酸按體積比1:3配制混合溶液(即混酸)共40mL;
②在三頸瓶中加入13g甲苯(易揮發(fā)),按圖所示裝好藥品和其他儀器;
③向三頸瓶中加入混酸;
④控制溫度約為50℃-55℃,反應(yīng)大約10min,三頸瓶底有大量淡黃色油狀液體出現(xiàn);
⑤分離出一硝基甲苯,經(jīng)提純最終得到對硝基甲苯和鄰硝基甲苯共15g.
相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下:
密度/g•cm-3沸點(diǎn)/℃溶解性
甲苯0.866110.6不溶于水
對硝基甲苯1.286237.7不溶于水,易溶于液態(tài)烴
鄰硝基甲苯1.162222不溶于水,易溶于液態(tài)烴
(1)儀器A的名稱是分液漏斗.
(2)配制混酸的方法是量取30mL濃硝酸倒入燒杯中,再量取10mL濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁(或玻璃棒)緩緩注入燒杯并不斷攪拌.
(3)若實(shí)驗(yàn)后在三頸瓶中收集的產(chǎn)物較少,可能的原因是:溫度過高,導(dǎo)致HNO3大量揮發(fā).
(4)本實(shí)驗(yàn)采用水浴加熱,水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻、易于控制溫度.
(5)分離反應(yīng)后產(chǎn)物的方案如下:
混合物$\stackrel{操作1}{→}$$\left\{\begin{array}{l}{有機(jī)混合物→(操作2)\left\{\begin{array}{l}{甲苯}\\{鄰對硝基甲苯}\end{array}\right.}\\{無極混合物}\end{array}\right.$
操作1的名稱是分液,操作2中不需要用到下列儀器中的de.(填序號)
a.冷凝管   b.酒精燈  c.溫度計(jì)   d.分液漏斗   e.蒸發(fā)皿
(6)本實(shí)驗(yàn)中鄰、對硝基甲苯的產(chǎn)率為77.5%(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字).

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6.S2Cl2是一種重要的化工產(chǎn)品.常溫時(shí)是一種有毒并有惡臭的金黃色液體,熔點(diǎn)-76℃,沸點(diǎn)138℃,易與水反應(yīng),進(jìn)一步氯化可得SCl2,SCl2是櫻桃紅色液體,易揮發(fā),熔點(diǎn)-122℃,沸點(diǎn)59℃.SCl2 與S2Cl2相似,有毒并有惡臭,但更不穩(wěn)定.S2Cl2可用下列裝置制備.

回答下列問題:
(1)寫出S2Cl2的電子式
(2)寫出指定儀器的名稱c直型冷凝管,d蒸餾燒瓶;
(3)a瓶盛放的試劑是濃硫酸;
(4)b中的反應(yīng)開始前,需排除裝置中的空氣,應(yīng)采取的方法是:通Cl2一段時(shí)間后,看到黃綠色氣體充滿裝置后,再開始加熱b;
(5)裝置e中盛放的試劑是堿石灰其作用是①防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入d使產(chǎn)品與水反應(yīng) ②吸收剩余的Cl2
(6)得到純凈的S2Cl2,需要進(jìn)行的操作是分餾(或蒸餾);
(7)若將S2Cl2放入水中同時(shí)產(chǎn)生沉淀和氣體寫出反應(yīng)的方程式2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl.

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5.硼及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.用硼鎂礦(主要成分Mg2B2O5.H2O)采用碳銨法生產(chǎn)硼酸主要流程如下:

(1)硼鎂礦焙燒時(shí)需要粉碎,其目的是擴(kuò)大接觸面積,加快反應(yīng)速率.硼鎂礦焙燒過程中只生成兩種物質(zhì),寫出化學(xué)方程式Mg2B2O5•H2O+2NH4HCO3=2NH4H2BO3+2MgCO3
(2)硼酸溶解度如圖所示,從NH4H2BO3溶液獲得硼酸晶體蒸發(fā)濃縮、冷去結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥獲得硼酸晶體.洗滌過程中需要用冷水(填“冷水”或“熱水”),你的理由是硼酸溶解度隨著溫度升高增大較快,用冷水洗滌能減少硼酸溶解損失.
(3)測得硼酸晶體純度的試驗(yàn)方法是,取0.5000g樣品與錐形瓶中,加甘油和剛冷卻的廢水,微熱使樣品溶解,迅速冷卻至室溫,加酚酞指示劑,用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至15.80ml時(shí),溶液恰好顯粉紅色且半分鐘不褪色.
已知:每1.00mlNaOH滴定液相當(dāng)于30.92mg的H3BO3
①迅速冷卻錐形瓶中溶液的方法是冰水浴或冷水沖洗;
②滴定實(shí)驗(yàn)中加入甘油的目的H3BO3酸性太弱,用甘油轉(zhuǎn)化為強(qiáng)酸,便于滴定終點(diǎn)的判定,確保測定的準(zhǔn)確性;
③測該樣品中H3BO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.71%.

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