- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
（1）新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定．工业上可以采用化学气相沉积法，在H2的保护下，使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式______．
（2）一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅．一种合成氮化硅的工艺主要流程如图：
①净化N2和H2时，铜屑的作用是：______；硅胶的作用是______．
②在氮化炉中3SiO2（s）+2N2（g）═Si3N4（s）△H=-727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度______；体系中要通入适量的氢气是为了______．
③X可能是______（选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）．
（3）工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：
①整个制备过程必须严格控制无水无氧．SiHCl3遇水剧烈反应，写出该反应的化学方程式______．
②假设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中HCl的利用率为90%，反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%．则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是______．
正确答案
解：（1）由信息：四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅以及氯化氢，方程式为：3SiCl4+2N2+6H2
故答案为：3SiCl4+2N2+6H2
（2）①Cu能与氧气反应，则Cu屑的作用为除去原料气中的氧气；硅胶具有吸水性，可除去生成的水蒸气，
故答案为：除去原料气中的氧气；除去生成的水蒸气；
②氮化炉中3SiO2（s）+2N2（g）=Si3N4（s）△H=-727.5kJ/mol，该反应为放热反应，开始时严格控制氮气的流速以控制温度是防止局部过热，导致硅熔化熔合成团，阻碍与N2的接触；体系中要通入适量的氢气是为将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去（或整个体系中空气排尽），
故答案为：该反应为放热反应，防止局部过热，导致硅熔化熔合成团，阻碍与N2的接触；将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去（或将整个体系中空气排尽）；
③氮化硅能与HF酸反应，盐酸、稀硫酸均不与Cu反应，氮化硅中混有铜粉，为除去混有的Cu，可选择硝酸，Cu与硝酸反应，而氮化硅与硝酸不反应，
故答案为：硝酸；
（3）①SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl，
故答案为：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl；
③反应生产1mol纯硅需补充HCl：
故答案为：5：1．
解析
解：（1）由信息：四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅以及氯化氢，方程式为：3SiCl4+2N2+6H2
故答案为：3SiCl4+2N2+6H2
（2）①Cu能与氧气反应，则Cu屑的作用为除去原料气中的氧气；硅胶具有吸水性，可除去生成的水蒸气，
故答案为：除去原料气中的氧气；除去生成的水蒸气；
②氮化炉中3SiO2（s）+2N2（g）=Si3N4（s）△H=-727.5kJ/mol，该反应为放热反应，开始时严格控制氮气的流速以控制温度是防止局部过热，导致硅熔化熔合成团，阻碍与N2的接触；体系中要通入适量的氢气是为将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去（或整个体系中空气排尽），
故答案为：该反应为放热反应，防止局部过热，导致硅熔化熔合成团，阻碍与N2的接触；将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去（或将整个体系中空气排尽）；
③氮化硅能与HF酸反应，盐酸、稀硫酸均不与Cu反应，氮化硅中混有铜粉，为除去混有的Cu，可选择硝酸，Cu与硝酸反应，而氮化硅与硝酸不反应，
故答案为：硝酸；
（3）①SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl，
故答案为：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl；
③反应生产1mol纯硅需补充HCl：
故答案为：5：1．
将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4•2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义．以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图．
（1）本工艺中所用的原料除CaSO4•2H2O、KCl外，还需要______等原料
（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：
______
（3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有______（填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料．
（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是（NH4）2SO4溶液．检验滤液中含有CO32-的方法是：______
______．
（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如表：
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体______g
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2•6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是______
A、熔点较低（29℃熔化） b、能导电 c、能制冷 d、无毒
（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：______
______．
正确答案
CaCO3、（或CaO）、NH3、H2O
CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-
CaSO4
取少量溶液，滴加稀盐酸，若有气泡产生则还含有CO32-，
反之则不含有CO32-
54
Ad
碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等
原子利用率高，没有有害物质排放到环境中
解析
解：（1）由流程图可知，吸收环节：2NH3+CO2+H2O生成碳酸铵；
转化Ⅰ环节：碳酸铵和石膏悬浊液反应生成CaCO3+（NH4）2SO4，经过滤后分离；
转化Ⅱ：（NH4）2SO4和KCl的饱和溶液反应得到NH4Cl和K2SO4经过滤Ⅱ分离；
蒸氨环节的为CaO、H2O、NH4Cl生成为CaCl2．6H2O和NH3，故答案为：CaCO3、（或CaO）、NH3、H2O；
（2）根据流程图可知，石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后过滤得到碳酸钙与硫酸铵，CaSO4微溶且为悬浊液、CaCO3不溶，所以在离子方程式中均不拆；然后配平即可，故答案为：CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-；
（3）CaSO4微溶且为悬浊液，故过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还主要含有过量微溶的CaSO4，故答案为：CaSO4；
（4）碳酸根离子与酸反应能生成二氧化碳，所以可以用稀盐酸来验证碳酸根离子，故答案为：取少量溶液，滴加稀盐酸，若有气泡产生则还含有CO32-，反之则不含有CO32-；
（5）根据图表不同温度下的溶解度，结合饱和溶液质量之比等于析出晶体质量之比计算，（100+18.2）：（18.2-7.4）=591：x，解得：x=54g，故答案为：54；
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2•6H2O）是目前常用的无机储热材料，是因为氯化钙结晶水合物熔点低易熔化，且无毒，与易溶于水，能导电无关，故答案为：Ad；
（7）由绿色化学的特点可知，碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中），
故答案为：碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中）．
某研究性学习小组的同学用下图装置研究二氧化硫催化氧化的过程（加热装置已省略），并制取少量三氧化硫晶体，D处盛放V2O5作为催化剂，E处为冰水浴．
（1）实验前，必须进行的操作是（填操作名称，不必写具体过程）______．
（2）D中发生的化学反应方程式为______．
（3）C装置中盛放的液体药品是______；装置C的三个作用是：
①______ ②______③______
（4）装置E的作用是______；装置F中溶液逐渐褪色，则该反应的离子方程式是______．
（5）若装置按A→B→C→D→E→G→F连接顺序进行实验，且装置G中有40mL 2.5mol•L-1 NaOH溶液，反应后增重4.8g，则装置G中发生总反应的化学方程式是______．
正确答案
解：（1）该实验的目的是研究二氧化硫催化氧化的过程，二氧化硫为气体，参加反应的氧气为气体，主要是气体间的反应，为了保证实验顺利进行，需在实验前必须进行的操作是检查装置的气密性，
故答案为：检查装置的气密性；
（2）D中发生的是SO2与氧气催化氧化生成三氧化硫，化学方程式为：2SO2+O2
故答案为；2SO2+O2
（3）探究二氧化硫催化氧化的过程，需对二氧化硫、氧气进行干燥，C装置中盛放的液体药品是浓硫酸，C装置除了干燥作用，还能使二氧化硫和氧气混合均匀；通过观察气泡控制气体比例和流速，
故答案为：干燥二氧化硫和氧气；使二氧化硫和氧气混合均匀；通过观察控制气体比例和气流速度；
（4）装置E的作用是冷却装置，三氧化硫的沸点较低，通过冰水混合物，使SO3凝结成固体与SO2分离，装置F中高锰酸钾溶液会和二氧化硫反应逐渐褪色，生成Mn2+，二氧化硫被氧化为硫酸，S：+4→+6，↑2，×5，Mn：+7→+2，↓5，×2，所以反应的离子方程式为：5SO2+2H2O+2MnO4-=5SO42-+2Mn2++4H+，
故答案为：使SO3凝结成固体与SO2分离；5SO2+2H2O+2MnO4-=5SO42-+2Mn2++4H+；
（5）若n（SO2）：n（NaOH）=1：2反应按照反应：SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O；若n（SO2）：n（NaOH）=1：1，反应按照反应SO2+NaOH═NaHSO3；装置Ⅳ中有40mL 2.5mol•L-1 NaOH溶液中n（NaOH）=0.1mol，n（SO2）=
设生成亚硫酸钠xmol、亚硫酸氢钠ymol，
则：
即n（Na2SO3）：n（NaHSO3）=1：2，
所以反应的化学方程式为：3SO2+4NaOH═Na2SO3+2NaHSO3+H2O，
故答案为：3SO2+4NaOH═Na2SO3+2NaHSO3+H2O．
解析
解：（1）该实验的目的是研究二氧化硫催化氧化的过程，二氧化硫为气体，参加反应的氧气为气体，主要是气体间的反应，为了保证实验顺利进行，需在实验前必须进行的操作是检查装置的气密性，
故答案为：检查装置的气密性；
（2）D中发生的是SO2与氧气催化氧化生成三氧化硫，化学方程式为：2SO2+O2
故答案为；2SO2+O2
（3）探究二氧化硫催化氧化的过程，需对二氧化硫、氧气进行干燥，C装置中盛放的液体药品是浓硫酸，C装置除了干燥作用，还能使二氧化硫和氧气混合均匀；通过观察气泡控制气体比例和流速，
故答案为：干燥二氧化硫和氧气；使二氧化硫和氧气混合均匀；通过观察控制气体比例和气流速度；
（4）装置E的作用是冷却装置，三氧化硫的沸点较低，通过冰水混合物，使SO3凝结成固体与SO2分离，装置F中高锰酸钾溶液会和二氧化硫反应逐渐褪色，生成Mn2+，二氧化硫被氧化为硫酸，S：+4→+6，↑2，×5，Mn：+7→+2，↓5，×2，所以反应的离子方程式为：5SO2+2H2O+2MnO4-=5SO42-+2Mn2++4H+，
故答案为：使SO3凝结成固体与SO2分离；5SO2+2H2O+2MnO4-=5SO42-+2Mn2++4H+；
（5）若n（SO2）：n（NaOH）=1：2反应按照反应：SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O；若n（SO2）：n（NaOH）=1：1，反应按照反应SO2+NaOH═NaHSO3；装置Ⅳ中有40mL 2.5mol•L-1 NaOH溶液中n（NaOH）=0.1mol，n（SO2）=
设生成亚硫酸钠xmol、亚硫酸氢钠ymol，
则：
即n（Na2SO3）：n（NaHSO3）=1：2，
所以反应的化学方程式为：3SO2+4NaOH═Na2SO3+2NaHSO3+H2O，
故答案为：3SO2+4NaOH═Na2SO3+2NaHSO3+H2O．
直接氧化法制备混凝剂聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）
已知：盐基度=n
（1）实验加入硫酸的作用是______．取样分析Fe2+浓度，其目的是______．
（2）用pH试纸测定溶液pH的操作方法为______．若溶液的pH偏小，将导致聚合硫酸铁中铁的质量分数______．（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）
（3）氧化时控制反应温度为50～60℃的原因是______．
（4）聚合反应的原理为m[Fe2（OH）n（SO4） 3-n/2]⇌[Fe2（OH）n（SO4） 3-n/2]m，则水解反应的化学方程式为______．
（5）产品盐基度的测定方法：
Ⅰ称取m g固体试样，置于400mL聚乙烯烧杯中，加入25mL盐酸标准溶液，再加20mL煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀，盖上表面皿．
Ⅱ室温下放置10min，再加入10mL氟化钾溶液，摇匀，掩蔽Fe3+，形成白色沉淀．
Ⅲ加入5滴酚酞指示剂，立即用物质的量浓度为c mol•L-1的氢氧化钠标准液滴定至终点，消耗体积为VmL．
Ⅳ向聚乙烯烧杯中，加入25mL盐酸标准溶液，再加20mL煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀，盖上表面皿．然后重复Ⅱ、Ⅲ做空白试验，消耗氢氧化钠标准液的体积为V0mL．
①达到滴定终点的现象为______．
②已知试样中Fe3+的质量分数为w1，则该试样的盐基度（w）的计算表达式为______．
正确答案
解：（1）Fe2+易水解，实验加入硫酸的作用是防止亚铁离子水解．取样分析Fe2+浓度，是定量分析，其目的是确定氧化Fe2+所需H2O2的量．
故答案为：抑制Fe2+水解，确定氧化Fe2+所需H2O2的量；
（2）依据pH试纸的操作方法分析：将小片pH试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液滴在试纸上，迅速与标准比色卡对照．若溶液的pH偏小，说明Fe2+有部分水解了，将导致聚合硫酸铁中铁的质量分数偏低；
故答案为：将小片pH试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液滴在试纸上，迅速与标准比色卡对照； 偏低；
（3）温度对化学反应速率有影响，另外H2O2会受热分解．故氧化时控制反应温度为50～60℃的原因是温度过低，反应太慢；温度过高，H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加；
故答案为：温度过低，反应太慢；温度过高，H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加；
（4）水解的原理是Fe2+结合水中的OH-，反应的方程式为：Fe2（SO4）3+nH2O⇌Fe2（OH）n（SO4） 3-n/2+
故答案为：Fe2（SO4）3+nH2O⇌Fe2（OH）n（SO4） 3-n/2+
（5）①酚酞与碱会变红，故达到滴定终点的现象为：加入最后一滴NaOH标准液，烧杯中液体颜色恰好为浅红色，且30s内不变色；
故答案为：加入最后一滴NaOH标准液，烧杯中液体颜色恰好为浅红色，且30s内不变色；
②已知：盐基度=
故答案为：
解析
解：（1）Fe2+易水解，实验加入硫酸的作用是防止亚铁离子水解．取样分析Fe2+浓度，是定量分析，其目的是确定氧化Fe2+所需H2O2的量．
故答案为：抑制Fe2+水解，确定氧化Fe2+所需H2O2的量；
（2）依据pH试纸的操作方法分析：将小片pH试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液滴在试纸上，迅速与标准比色卡对照．若溶液的pH偏小，说明Fe2+有部分水解了，将导致聚合硫酸铁中铁的质量分数偏低；
故答案为：将小片pH试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液滴在试纸上，迅速与标准比色卡对照； 偏低；
（3）温度对化学反应速率有影响，另外H2O2会受热分解．故氧化时控制反应温度为50～60℃的原因是温度过低，反应太慢；温度过高，H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加；
故答案为：温度过低，反应太慢；温度过高，H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加；
（4）水解的原理是Fe2+结合水中的OH-，反应的方程式为：Fe2（SO4）3+nH2O⇌Fe2（OH）n（SO4） 3-n/2+
故答案为：Fe2（SO4）3+nH2O⇌Fe2（OH）n（SO4） 3-n/2+
（5）①酚酞与碱会变红，故达到滴定终点的现象为：加入最后一滴NaOH标准液，烧杯中液体颜色恰好为浅红色，且30s内不变色；
故答案为：加入最后一滴NaOH标准液，烧杯中液体颜色恰好为浅红色，且30s内不变色；
②已知：盐基度=
故答案为：
亚硝酸钠被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛．以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示（部分夹持装置略）．已知：室温下①2NO+Na2O2→2NaNO2②3NaNO2+3HCl→3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O；③酸性条件下，NO或NO2-都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+
完成下列填空：
（1）写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式______．
（2）B中观察到的主要现象是______，D装置的作用是______．
（3）检验C中产物有亚硝酸钠的方法是______．
（4）经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和______，为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加装置E，画出E并注明E中盛放的药品名称______．
（5）写出检验C产物中是否含碳酸钠的方法______．
（6）将1.56g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠，理论上至少需要木炭______g．
正确答案
解：（1）装置A中是浓硝酸和碳加热发反应，反应生成二氧化氮和二氧化碳和水，反应的化学方程式为C+4HNO3（浓）
故答案为：C+4HNO3（浓）
（2）装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO，硝酸和铜反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，所以反应现象为溶液变蓝，铜片溶解，导管口有无色气体冒出；通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳，最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气，
故答案为：铜片溶解，溶液变蓝，导管口有无色气体冒出；除去未反应的NO，防止污染空气；
（3）检验亚硝酸钠的实验设计为：取少量生成物置于试管中，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠．
故答案为：取样，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠；
（4）因为一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和过氧化钠发生的反应生成碳酸钠和氧气，水与过氧化钠反应生成氢氧化钠，故C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠，为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂应碱石灰，用来吸收二氧化碳；
故答案为：氢氧化钠；干燥管 碱石灰；
（5）检验碳酸钠的实验设计为：取少量生成物置于试管中，加入稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则产物有碳酸钠．
故答案为：取样，加入稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则产物有碳酸钠；
（6）n（Na2O2）=
故答案为：0.36．
解析
解：（1）装置A中是浓硝酸和碳加热发反应，反应生成二氧化氮和二氧化碳和水，反应的化学方程式为C+4HNO3（浓）
故答案为：C+4HNO3（浓）
（2）装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO，硝酸和铜反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，所以反应现象为溶液变蓝，铜片溶解，导管口有无色气体冒出；通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳，最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气，
故答案为：铜片溶解，溶液变蓝，导管口有无色气体冒出；除去未反应的NO，防止污染空气；
（3）检验亚硝酸钠的实验设计为：取少量生成物置于试管中，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠．
故答案为：取样，加入稀盐酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则产物是亚硝酸钠；
（4）因为一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸汽，二氧化碳和过氧化钠发生的反应生成碳酸钠和氧气，水与过氧化钠反应生成氢氧化钠，故C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠，为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂应碱石灰，用来吸收二氧化碳；
故答案为：氢氧化钠；干燥管 碱石灰；
（5）检验碳酸钠的实验设计为：取少量生成物置于试管中，加入稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则产物有碳酸钠．
故答案为：取样，加入稀盐酸，若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则产物有碳酸钠；
（6）n（Na2O2）=
故答案为：0.36．
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