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《實驗化學》
甲苯氧化法制備苯甲酸的反應(yīng)原理如下：
+ 2KMnO₄+KOH+2MnO₂↓+H₂O
+ HCl+KCl
實驗時將一定量的甲苯和KMnO₄溶液置于圖1裝置中，在100 ℃時， 反應(yīng)一段時間，再停止反應(yīng)，并按如下流程分離出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯。
             
圖1回流攪拌裝置                          圖2抽濾裝置  
⑴實驗室中實現(xiàn)操作Ⅰ所需的玻璃儀器有     、燒杯；操作Ⅱ的名稱為     。
⑵如果濾液呈紫色，要先加亞硫酸氫鉀，然后再加入濃鹽酸酸化，若無此操作會出現(xiàn)的危害是     。
⑶在操作Ⅲ中，抽濾前需快速冷卻溶液，其原因是     ；如圖2所示抽濾完畢，應(yīng)先斷開     之間的橡皮管。
⑷純度測定：稱取1.220 g產(chǎn)品，配成100 mL溶液，取其中25.00 mL溶液，進行滴定 ，消耗KOH物質(zhì)的量為2.4×10^－3 mol。產(chǎn)品中苯甲酸質(zhì)量分數(shù)為     。

（12分）硫酸鋅被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥領(lǐng)域。工業(yè)上由氧化鋅礦（主要成分為ZnO，另含ZnSiO₃、FeCO₃、CuO等）生產(chǎn)ZnSO₄·7H₂O的一種流程如下：

⑴步驟Ⅰ包括酸浸和過濾兩個操作。
①酸浸時，需不斷通入高溫水蒸氣的目的是     。
②過濾時，為防止堵塞，過濾裝置需經(jīng)常用氫氧化鈉溶液清洗，其清洗原理是
     （用化學方程式表示）。
⑵步驟Ⅱ中，在pH約為5.1的濾液中加入高錳酸鉀，生成Fe(OH)₃和MnO(OH)₂兩種沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為     。
⑶步驟Ⅲ所得濾渣C的主要成分是     。
⑷取28.70 g ZnSO₄·7H₂O加熱至不同溫度，剩余固體的質(zhì)量變化如圖所示。

①步驟Ⅳ中的烘干操作需在減壓條件下進行，其原因是     。
②680 ℃時所得固體的化學式為     。
a．ZnO     b．Zn₃O(SO₄)₂     c．ZnSO₄     d．ZnSO₄·H₂O

(共15分) 某礦樣含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的雜質(zhì)。實驗室中以該礦樣為原料制備CuCl₂·2H₂O晶體，流程如下：

（1）在實驗室中，欲用37％(密度為1．19 g·mL^-1)的鹽酸配制500 mL 6 mol·L^-1的鹽酸，需要的儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還有_______________ 、  _______________ 。
（2）①若在實驗室中完成系列操作a。則下列實驗操作中，不需要的是_______  (填下列各項中序號)。

②CuCl₂溶液中存在如下平衡：Cu(H₂O)₄²⁺(藍色)+4Cl^- CuCl₄^2-(黃色)+4H₂O。
欲用實驗證明濾液A(綠色)中存在上述平衡，除濾液A外，下列試劑中，還需要的是____ (填下列各項中序號)。        a．FeCl₃固體     b．CuCl₂固體     c．蒸餾水
（3）某化學小組欲在實驗室中研究CuS焙燒的反應(yīng)過程，查閱資料得知在空氣條件下焙燒CuS時，固體質(zhì)量變化曲線及SO₂生成曲線如下圖所示。

①CuS礦樣在焙燒過程中，有Cu₂S、CuO·CuSO₄、CuSO₄、CuO生成，轉(zhuǎn)化順序為下列四階段：

第①步轉(zhuǎn)化主要在200～300^oC范圍內(nèi)進行，該步轉(zhuǎn)化的化學方程式為  _______________ 。                                                            
②300～400^oC范圍內(nèi)，固體質(zhì)量明顯增加的原因是_______________，上圖所示過程中，CuSO₄固體能穩(wěn)定存在的階段是__________(填下列各項中序號)。
a．一階段    b、二階段    c、三階段  d、四階段
③該化學小組設(shè)計如下裝置模擬CuS礦樣在氧氣中焙燒第四階段的過程，并驗證所得氣體為SO₂和O₂的混合物。

a．裝置組裝完成后，應(yīng)立即進行氣密性檢查，請寫出檢查A-D裝置氣密性的操作  __________ 。
b．當D裝置中產(chǎn)生白色沉淀時，便能說明第四階段所得氣體為SO₂和O₂的混合物。你認為裝置D中原來盛有的溶液為_______________ 溶液。
c．若原CuS礦樣的質(zhì)量為l0．0 g（含加熱不反應(yīng)的雜質(zhì)），在實驗過程中，保持溫度在760^oC左右持續(xù)加熱，待礦樣充分反應(yīng)后，石英玻璃管內(nèi)所得固體的質(zhì)量為8．4 g，則原礦樣中CuS的質(zhì)量分數(shù)為__________。

暗紫色化合物A具有綠色、高電壓和高能量的特點，近年來引起了電化學界的高度重視。在常溫和干燥的條件下，化合物A可以穩(wěn)定的存在，但它在水溶液中不穩(wěn)定，一段時間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時產(chǎn)生一種氣體單質(zhì)。某興趣小組的同學對化合物A進行組成分析，確定A中僅含有O、K、Fe三種元素。取3.96g化合物A的粉末溶于水，滴加足量的稀硫酸，向反應(yīng)后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液，恰好完全反應(yīng)。過濾，將洗滌后的沉淀充分灼燒，得到紅棕色固體粉末1.60g；將所得濾液在一定條件下蒸發(fā)可得到一種純凈的不含結(jié)晶水的鹽10.44g。
（1）化合物A的化學式為        ；化合物A與H₂O反應(yīng)的離子方程式為                   。
（2）化合物A還可作為一種“綠色高效多功能”水處理劑。原因是                          。
（3）化合物A的制備還可通過氧化法，試寫出在KOH存在條件下用次氯酸鉀氧化氫氧化鐵制備A的化學方程式                          。
（4）目前，人們針對化合物A的穩(wěn)定性進行了大量的探索，并取得了一定的進展。下列物質(zhì)中有可能提高化合物A水溶液穩(wěn)定性的是      

(14分)草酸是一種重要的化工原料，廣泛用于藥物生產(chǎn)、高分子合成等工業(yè)，草酸晶體受熱到100℃時失去結(jié)晶水，成為無水草酸。某學習小組的同學擬以甘蔗渣為原料用水解—氧化—水解循環(huán)進行制取草酸。

三氯化六氨合鈷（Ⅲ）是一種重要的化工產(chǎn)品， 實驗中采用H₂O₂作氧化劑，在大量氨和氯化銨存在下，選擇活性炭作為催化劑將Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)，來制備三氯化六氨合鈷(Ⅲ)配合物，反應(yīng)式為：2CoCl₂·6H₂O ＋ 10NH₃ ＋ 2NH₄Cl ＋ H₂O₂ 活性炭2[Co(NH₃)₆]Cl₃ ＋14H₂O
已知：① 鈷(Ⅱ)與氯化銨和氨水作用，經(jīng)氧化后一般可生成三種產(chǎn)物：紫紅色的二氯化一氯五氨合鈷[Co(NH₃)₅ Cl]Cl₂晶體、磚紅色的三氯化五氨一水合鈷[Co(NH₃)₅ H₂O]Cl₃晶體、橙黃色的三氯化六氨合鈷[Co(NH₃)₆]Cl₃晶體，控制不同的條件可得不同的產(chǎn)物（如溫度不同產(chǎn)物也不同）。293K時，[Co(NH₃)₆]Cl₃在水中的溶解度為0.26mol/L
②CoCl₂、[Co(NH₃)₆]Cl₃、[Co(NH₃)₅ Cl]Cl₂在水中能完全電離
③制備三氯化六氨合鈷（Ⅲ）粗產(chǎn)品的流程如下：

④三氯化六氨合鈷（Ⅲ）粗產(chǎn)品的提純流程如下：

⑤制備過程中可能用到的部分裝置如下：
            
請回答下列問題：
（1）操作B的名稱是               ，操作A后所棄去的沉淀中一定有              。
（2）CoCl₂在沒有銨鹽存在的情況下，遇氨水生成藍色沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為      。原料NH₄Cl的主要作用有：①                           ；②提供NH₃。
（3）冷卻至10℃后，步驟B中逐滴加入H₂O₂溶液的目的：①         ；②使反應(yīng)溫和進行。
（4）操作A的名稱為                  ，進行該操作的裝置是                 （填序號）。
A.裝置Ⅰ       B.裝置Ⅱ        C.裝置Ⅲ
若操作過程中，發(fā)現(xiàn)漏斗尖嘴處有少量晶體析出，處理方法是         。
裝置Ⅱ中儀器A、B、C、D的名稱分別是          、         、          、           。
（5）步驟C進行洗滌時要用到兩種試劑，應(yīng)該先用_____（填序號，下同）洗滌，后用       洗滌。
A. 飽和氯化鈉溶液         B. 無水乙醇           C. 濃鹽酸
（6）你認為本實驗提高產(chǎn)率的關(guān)鍵步驟有哪些？                              。
（7）與[Co(NH₃)₆]Cl₃類似的產(chǎn)品還有[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂，請簡述驗證某晶體是[Co(NH₃)₆]Cl₃還是
[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂的實驗方案：                                                   。

（15分）Ⅰ．某實驗小組把CO₂通入飽和Na₂CO₃溶液制取NaHCO₃，裝置如圖所示（氣密性已檢驗，部分夾持裝置略）：

（1）請結(jié)合化學平衡移動原理解釋B中溶液的作用                      。
（2）當D中有大量白色固體析出時，停止實驗，將固體過濾、洗滌，取一定量配成樣液，并加入BaCl₂溶液，出現(xiàn)白色沉淀并有氣體產(chǎn)生，其離子方程是                                     。
Ⅱ．某課外活動小組欲利用氨氣與CuO反應(yīng)，研究氨氣的性質(zhì)并測其組成，設(shè)計了如下實驗（夾持裝置未畫出）進行實驗。請回答下列問題：

（1）儀器b中可選擇的試劑為（任意填一種）_____________。
（2）實驗中，裝置C中黑色CuO粉末全部轉(zhuǎn)化為紅色固體（已知Cu₂O也為紅色固體），量氣管中有無色無味的氣體。實驗前稱取黑色CuO 80g，實驗后得到紅色固體質(zhì)量為68g。則紅色固體成分的化學式為_______________。
（3）F中讀取氣體體積前，應(yīng)向上或向下移動右管，使得左右兩邊液面相平，若無此操作，而F中左邊液面低于右邊液面，會導(dǎo)致讀取的氣體體積________ （填“偏大”或“偏小”或“無影響”）。
（4）要想測得氨氣分子中氮、氫原子個數(shù)比，實驗中應(yīng)至少測量或讀取哪些數(shù)據(jù)________（填序號）。
a．B裝置實驗前后質(zhì)量差mg；     b．F裝置實驗前后液面差VL
c．D裝置實驗前后質(zhì)量差mg；     d．E裝置實驗前后質(zhì)量差mg；
（5）E裝置中濃硫酸的作用是__________________________________________。

(11分)在實驗室里用乙醇跟濃H₂SO₄反應(yīng)制取乙烯時，常因溫度過高而發(fā)生副反應(yīng)，部分乙醇跟濃H₂SO₄反應(yīng)生成SO₂，CO₂，水蒸氣和炭黑。
（1）用編號為①→④ 的實驗裝置設(shè)計一個實驗，以驗證上述反應(yīng)混合氣體中含CO₂，SO₂和水蒸氣。用裝置的連接順序（按產(chǎn)物氣流從左到右的流向）：
→   →    →   →。
（2）實驗的裝置①中A瓶的現(xiàn)象是________；結(jié)論為______________。
B瓶中的現(xiàn)象是________；B瓶溶液作用為________;
是否能將B瓶溶液換成酸性高錳酸鉀______ (答是，否)。
（3）裝置③中加的固體藥品是________裝置②中盛的溶液是________。
（4）裝置④生成乙烯的反應(yīng)類型是______；若要驗證混合氣體中有乙烯，應(yīng)將混合氣體先通過盛____________的洗氣瓶，再通過盛______的試管中。 

（15分）某研究小組用黃銅礦（主要成分是CuFeS₂，其中S為-2價）為主要原料煉銅，其總反應(yīng)為：2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂＝2Cu+2FeSiO₃+4SO₂。事實上該反應(yīng)是按如下流程分步進行的：



（1）氧化Ⅰ的反應(yīng)主要是煅燒生成的硫化亞鐵被進一步氧化為氧化亞鐵，并與二氧化硅反應(yīng)生成礦渣。礦渣的主要成分是     （填化學式）。
（2）據(jù)報道，有一種細菌在氧氣存在下可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽，反應(yīng)是在酸性溶液中發(fā)生的。該反應(yīng)的化學方程式為     。
（3）我國學者研究發(fā)現(xiàn)，以精CuFeS₂礦為原料在沸騰爐中與O₂（空氣）反應(yīng)，生成物冷卻后經(jīng)溶解、除鐵、結(jié)晶，得到CuSO₄·5H₂O，生產(chǎn)成本能夠降低許多。有關(guān)實驗結(jié)果如下表：

（12分）Na₂S₂O₃（俗稱保險粉）在醫(yī)藥、印染中應(yīng)用廣泛，可通過下列方法制備：取15.1 gNa₂SO₃溶于80.0 mL水。另取5.0 g硫粉，用少許乙醇潤濕后加到上述溶液中。小火加熱至微沸，反應(yīng)1小時后過濾。濾液在100℃經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、冷卻至10℃后析出Na₂S₂O₃·5H₂O。
（1）加入的硫粉用乙醇潤濕的目的是     。
（2）濾液中除Na₂S₂O₃和可能未反應(yīng)完全的Na₂SO₃外，最可能存在的無機化合物雜質(zhì)是     ；其檢測的方法是：取出少許溶液，加鹽酸至酸性后，過濾除去S，再加BaCl₂溶液。則加入的鹽酸發(fā)生兩個反應(yīng)的化學方程式為：
Na₂SO₃+2HCl=SO₂↑+H₂O+2NaCl；     。
（3）某環(huán)境監(jiān)測小組用含0.100 mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液[含少量的Na₂SO₃，且n(Na₂S₂O₃) ∶n(Na₂SO₃)
= 5∶1]測定某工廠廢水中Ba²⁺的濃度。他們?nèi)�廢水50.0 mL，控制適當?shù)乃岫燃尤胱懔康腒₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；沉淀經(jīng)洗滌、過濾后，用適量的稀硫酸溶解，此時CrO₄^2-全部轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-；再加過量KI溶液，充分反應(yīng)后，用上述Na₂S₂O₃溶液進行滴定，反應(yīng)完全時，測得消耗Na₂S₂O₃溶液的體積為36.0 mL。
（已知有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為：①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺   2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；
②I₂+2S₂O₃^2-   2I^-+S₄O₆^2-；③I₂+SO₃^2-+H₂O   2I^-+SO₄^2-+2H⁺）
則滴定過程中可用     作指示劑。計算該工廠廢水中Ba²⁺的物質(zhì)的量濃度。