氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景,通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):
I.将浓H 2 SO 4 、 NaNO 3 、石墨粉末在 c中混合,置于冰水浴中。剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO 4 粉末,塞好瓶口。
II.转至油浴中,35℃搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。
III.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加H 2 O 2 至悬浊液由紫色变为土黄色。
IV.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。
V.蒸馏水洗涤沉淀。
VI.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
( 1)装置图中,仪器a、c的名称分别是______、______,仪器b的进水口是(填字母)。
( 2)步骤I中,需分批缓慢加入KMnO 4 粉末并使用冰水浴,原因是 _______.
( 3)步骤II中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是________.
( 4)步骤III中,H 2 O 2 的作用是 _______(以离子方程式表示).
( 5)步骤IV中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO 4 2- 来判断。检测的方法是 _________.
( 6)步骤V可用pH试纸检测来判断Cl - 是否洗净,其理由是 ___________.
( 1)滴液漏斗 三颈烧瓶/三口烧瓶
( 2)反应放热,为防止体系温度急剧增加而反应过快
( 3)反应温度98℃接近水的沸点100℃,而油浴更易提温
( 4)2MnO4- +5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
( 5)取洗涤液,加入BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成,若无,说明洗涤干净
( 6)洗涤液含有的离子主要有H +和Cl-,根据电荷守恒,当洗涤液接近中性时,可认为Cl-洗净