(12分)碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A,在高温下x克钢样中碳、硫转
题型:不详难度:来源:
(12分) 碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。 (1)采用装置A,在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是____________________。 ②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5 O2高温1____+3_____。 (2)将气体a通入测硫酸装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化学方程式:_________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mLNaOH溶液,若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:_________________。 (3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是_____________________。 ②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是__________________。 |
答案
(1)①CO2、SO2、O2;②Fe3O4;SO2 (2)①H2O2+SO2=H2SO4;② zy/x (3)①除去SO2对CO2测定的干扰 ②吸收CO2气体前后吸收瓶的质量 |
解析
试题分析:(1)①钢样中的碳、硫在装置A中被氧化为CO2、SO2,故a的成分为CO2、SO2以及未反应的O2; ②FeS中的,-2价的硫被氧化为SO2,+2价的Fe被氧化为+3价的铁,结合所给化学计量数,可知产物应为Fe3O4和SO2,故方程式为3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2。 (2)①H2O2具有氧化性,可氧化SO2使S的化合价升高为+6价,在溶液中反应产物应为硫酸,故反应方程式为:H2O2+SO2=H2SO4;②1mL NaOH相当于yg S,故z mL NaOH相当于 zy g S,则该样品中硫的质量分数为zy/x 。 (3)①测定碳的含量需将气体a中的SO2除去,故装置B和C的作用是除去SO2;②计算碳的质量分数须利用CO2的质量进行分析,故需测量CO2吸收瓶在吸收CO2气体前后的质量。 |
举一反三
(15分)资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。 实验I:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液的浅红色加深。 (1)该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测: 猜测1:白色不溶物可能为 猜测2:白色不溶物可能为MgCO3 猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁[xMg(OH)2•yMgCO3] (2)为了确定产物成份(包括产生的气体、白色不溶物及溶液中溶质),进行以下定性实验。请填写表中空白:
实验序号
| 实 验
| 实验现象
| 结 论
| 实验Ⅱ
| 将实验I中收集到的气体点燃
| 安静燃烧,火焰呈淡蓝色
| 气体成分为 ①
| 实验Ⅲ
| 将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤,取少量加入足量 ②
| ③
| 白色不溶物中含有MgCO3
| 实验Ⅳ
| 取实验Ⅲ中的滤液,向其中加入适 量 ④ 稀溶液
| 产生白色沉淀,溶液红色变浅
| 溶液中存在CO32-离子
| (3)为进一步确定实验I中白色不溶物的成分,进行以下定量实验,装置如图所示:
称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g,装置B增重1.76 g。 ①装置C的作用是 ; ②白色不溶物的化学式为 。 (4)根据以上(2)及(3)的定性定量实验,写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式 __________________________________________________________________________。 |
(14分)正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O 反应物和产物的相关数据如下
| 相对分子质量
| 沸点/℃
| 密度(g/cm3)
| 水中溶解性
| 正丁醇
| 74
| 117.2
| 0.819
| 微溶
| 正丁醚
| 130
| 142.0
| 0.7704
| 几乎不溶
| 合成反应: ①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。 ②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。 ③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。 ④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。 ⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。 请回答: (1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为 。 (2)加热A前,需先从____(填“a”或“b”)口向B中通入水。 (3)步骤③的目的是初步洗去 ,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗 的 (填“上”或“下”)口分离出。 (4)步骤④中最后一次水洗的目的是 。 (5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 (填选项字母)左右的馏分。 a.100℃ h. 117℃ c. 135℃ d.142℃ (6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为____,下层液体的主要成分为 。 (7)本实验中,正丁醚的产率为 。 |
(5分)为了探究乙酸乙酯水解的条件,做了如下实验 步骤一:取三支相同的试管编号为1、2、3,各试管内依次加入下列药品
试管编号
| 1
| 2
| 3
| 加入的药品和数量
| 4 mL蒸馏水
| 4 mL 蒸馏水 +3滴浓H2SO4
| 4 mL 蒸馏水 +3滴NaOH浓溶液
| 3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯
| 3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯
| 3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯
| 步骤二:将三支试管振荡后,静置,插入热水浴(约75℃)中,加热约5 min,加热过程中不再振荡。 回答下列问题: (1)根据你已有的对乙酸乙酯反应条件的认识,该实验预期可观察到的现象是下图中的 。
(2)该实验对反应温度的控制较为严格,若温度过高时,产生的主要问题是 。 (3)在步骤二中,振荡试管后可观察到液体稍显浑浊,其原因是 。 (4)按所设步骤实验反应速率较慢,其主要原因是 。 (5)在实际操作中,针对(4)中的原因进行改进后,预期的现象仍不明显,有人又将该实验作如下改进
试管编号
| 1
| 2
| 3
| 加入的药品和数量
| 4 mL饱和食盐水
| 4 mL饱和食盐水 +3滴浓H2SO4
| 4 mL饱和食盐水 +3滴NaOH浓溶液
| 3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯
| 3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯
| 3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯
| 实验现象和预期的完全一致。请分析这一改进的主要作用是 。 |
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