- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠（NaBO2）为主要原料制备NaBH4，其流程如下：
已知：NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙胺（沸点：33℃）．
（1）NaBH4中H元素的化合价为______．
请配平第①步反应的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目：
□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2=□NaBH4+□Na2SiO3
（2）实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有______、滤纸、玻璃片和小刀等．
在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是______．
（3）第②步分离采用的方法是______．
第③步分出NaBH4并回收溶剂，采用的方法是______．
（4）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25℃，101kPa下，已知每消耗3.8g NaBH4（s）放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是______．
正确答案
-1
镊子
除去装置中的空气和水蒸气
过滤
蒸馏
NaBH4（s）+2H2O（l）═NaBO2（s）+4H2（g）△H=-216kJ•mol-1
解析
解：NaBO2、SiO2、Na和H2在一定条件下反应生成NaBH4、Na2SiO3，NaBH4常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH4水解、防止产生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出；NaBH4可溶于异丙胺，根据③知，②中加入的溶剂是异丙胺，NaBH4溶解与异丙胺、Na2SiO3不溶于异丙胺，难溶性固体和溶液采用过滤方法分离，通过过量得到滤液和滤渣，滤渣成分是Na2SiO3；异丙胺沸点：33℃，将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH4，
（1）NaBH4中根据化合物中各元素正负化合价代数和为0，并结合Na为+1价、B为+3价计算出H为-1价，第①步反应中根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2═NaBH4+2Na2SiO3，电子转移数目为4e-，
故答案为：-1价；
（2）钠的密度大于煤油，为隔绝空气和水，原料中的金属钠通常保存在煤油中，实验室取用少量金属钠时，需要镊子夹取钠、用滤纸吸煤油，所以实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀等，NaBH4常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH4水解、防止产生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出，钠极易和空气中氧气、和水反应，故答案为：镊子；除去装置中的空气和水蒸气；
（3）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，②中加入的溶剂是异丙胺，NaBH4溶解与异丙胺、Na2SiO3不溶于异丙胺，所以第②步分离采用的方法是过滤；熔沸点相差较大的可以采用蒸馏方法，异丙胺沸点：33℃，将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH4，故答案为：过滤；蒸馏；
（4）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和H2（g），n（NaBH4）=
孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3（难溶），还含少量Fe2O3、SiO2．实验室以孔雀石为原料制备CuCl2•3H2O及CaCO3的步骤如下：
（1）写出孔雀石和盐酸反应的离子方程式______．
（2）滤渣A成分的化学式是______，气体B的分子式是______．
（3）将CuCl2溶液酸化后，经过加热浓缩、______、过滤、洗涤、干燥，得到CuCl2•3H2O晶体．
（4）某种胃药片的治酸剂为CaCO3，该药片中CaCO3质量分数的测定步骤如下（假设其他成分不发生反应）：
a．配制0.1mol•L-1的HCl溶液和0.1mol•L-1的NaOH溶液各250mL
b．取0.6g磨碎后的胃药于锥形瓶中
c．向锥形瓶内加入75.00mL 0.1mol•L-1的HCl溶液充分反应
d．用0.1mol•L-1的NaOH溶液与锥形瓶中剩余盐酸反应，恰好消耗15.00mL
①配制上述NaOH溶液所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有______．
②胃药中碳酸钙的质量分数为______．
正确答案
解：（1）孔雀石和稀盐酸反应生成氯化铜、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，
故答案为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O；
（2）滤渣A成分的化学式是SiO2，气体B的分子式是NH3，
故答案为：SiO2；NH3；
（3）将CuCl2溶液酸化后，经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到CuCl2•3H2O晶体，
故答案为：冷却结晶；
（4）①根据配制步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知所需的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶和胶头滴管，故
所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有胶头滴管、250 mL容量瓶；
故答案为：胶头滴管、250 mL容量瓶；
②NaOH+HCl=NaCl+H2O
1 1
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O
1 2
根据上面两个公式可求得于CaCO3反应的HCl物质的量为：（0.075-0.015）L×0.1mol/L=0.006mol，CaCO3的物质的量为：0.003mol，质量为：0.003mol×100g/mol=0.3g，胃药中碳酸钙的质量分数为：
故答案为：50%．
解析
解：（1）孔雀石和稀盐酸反应生成氯化铜、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，
故答案为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O；
（2）滤渣A成分的化学式是SiO2，气体B的分子式是NH3，
故答案为：SiO2；NH3；
（3）将CuCl2溶液酸化后，经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到CuCl2•3H2O晶体，
故答案为：冷却结晶；
（4）①根据配制步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知所需的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶和胶头滴管，故
所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有胶头滴管、250 mL容量瓶；
故答案为：胶头滴管、250 mL容量瓶；
②NaOH+HCl=NaCl+H2O
1 1
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O
1 2
根据上面两个公式可求得于CaCO3反应的HCl物质的量为：（0.075-0.015）L×0.1mol/L=0.006mol，CaCO3的物质的量为：0.003mol，质量为：0.003mol×100g/mol=0.3g，胃药中碳酸钙的质量分数为：
故答案为：50%．
氢化钙（CaH2）固体是登山运动员常用的能源提供剂．氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气．氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取，图1是模拟制取装置．
（1）装置B的作用是______；装置D的作用是______；
（2）利用图1实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后装入药品；打开分液漏斗活塞，______（请按正确的顺序填入下列步骤的序号）．
①加热反应一段时间 ②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞 ④停止加热，充分冷却
（3）为了确认进入装置C的氢气已经干燥，应在B、C之间再接一装置，该装置中加入的试剂是：______．
（4）甲同学设计一个实验，测定上述实验中得到的氢化钙的纯度．请完善下列实验步骤．
①样品称量；②加入______溶液（填化学式）；搅拌、过滤；③______（填操作名称）；④______（填操作名称）；⑤称量碳酸钙．
（5）乙同学利用图2装置测定上述实验中得到的氢化钙的纯度．他称取46mg 所制得的氢化钙样品，记录开始时注射器活栓停留在10.00mL刻度处，经过一定的操作，让反应完全进行后充分冷却，活栓最终停留在57.04mL刻度处．（上述气体体积均在标准状况下测定）试通过计算求样品中氢化钙的纯度：______．
正确答案
除去氢气中的水蒸气
防止空气中的水蒸气进入C装置
②①④③
无水硫酸铜
Na2CO3
洗涤
烘干
91.3%
解析
解：（1）氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气，H2在发生加热反应之前需要干燥，一般用无水氯化钙，故装置B的作用是：除去氢气中的水蒸气，装置D的作用是：防止空气中的水蒸气进入C装置，
故答案为：除去氢气中的水蒸气；防止空气中的水蒸气进入C装置；
（2）有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯，实验完毕后先熄火、冷却，再停止气体生成，防止倒吸发生爆炸，故正确的操作顺序为：②①④③，
故答案为：②①④③；
（3）检验是否干燥用无水硫酸铜，因为无水硫酸铜遇水变蓝色现象很明显，
故答案为：无水硫酸铜；
（4）从最终称量碳酸钙可知，应加入碳酸钠溶液，使CaH2反应的同时得到碳酸钙沉淀，然后经过滤、洗涤、烘干、称量，确定纯度，
故答案为：Na2CO3；洗涤、烘干；
（5）由注射器D开始时活塞停留在10mL刻度处，反应结束后充分冷却，活塞最终停留57.04mL刻度处，可知生成氢气：57.04mL-10mL=47.04mL，所以氢气的质量为：
CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑
42 4
X Y
所以42：4=x：y，整理的y=
Ca+2H2O═Ca（OH）2+H2↑
40 2
46mg-x 4.2mg-y
所以40：2=（46mg-x）：（4.2mg-y），将y=
故答案为：91.3%．
实验室制备苯乙酮的化学方程式为：
制备过程中还有CH3COOH+AlCl3→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应．
主要实验装置和步骤如下：
（I）合成：在三颈瓶中加入20g无水AlCl3和30mL无水苯．为避免反应液升温过快，边搅拌边慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL无水苯的混合液，控制滴加速率，使反应液缓缓回流．滴加完毕后温度控制在90℃加热回流1小时．
（Ⅱ）分离与提纯：
①边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液，分离得到有机层
②水层用苯萃取，分液
③将①②所得有机层合并，洗涤、干燥、蒸去苯，得到苯乙酮粗产品
④蒸馏粗产品得到苯乙酮．回答下列问题：
（1）仪器a的名称：______；装置b的作用：______．
（2）合成过程中要求无水操作，理由是______．
（3）若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶，可能导致______．
A．反应太剧烈B．液体太多搅不动C．反应变缓慢D．副产物增多
（4）为便于控制加热回流的温度，最好将采用方式______加热．
（5）分离和提纯操作②的目的是______．该操作中是否可改用乙醇萃取？______（填“是”或“否”），原因是______．
（6）分液漏斗使用前须______并洗净备用．萃取时，先后加入待萃取液和萃取剂，经振摇并放气后，将分液漏斗置于铁架台的铁卷上静置片刻，分层．分离上下层液体时，应先______，然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出．
（7）粗产品蒸馏提纯时，下来装置中温度计位置正确的是______，可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是______．
正确答案
解：（1）仪器a为干燥管，装置b的作用是吸收反应过程中所产生的HCl气体；
故答案为：干燥管；吸收HCl气体；
（2）由于三氯化铝与乙酸酐极易水解，所以要求合成过程中应该无水操作；目的是防止AlCl3和乙酸酐水解；
故答案为：防止三氯化铝和乙酸酐水解；
（3）若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三瓶颈，可能会导致反应太剧烈，反应液升温过快导致更多的副产物；故答案为：AD；
（4）水浴加热便于控制温度，故答案为：水浴；
（5）水层用苯萃取并分液的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失，由于乙醇能与水混溶不分层，所以不能用酒精代替苯进行萃取操作；
故答案为：把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失；否，乙醇与水混溶；
（6）分液漏斗使用前需进行检漏，分离液态时，放下层液体时，应该先打开上口玻璃塞（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔），然后打开下面的活塞；
故答案为：检漏；打开上口玻璃塞；
（7）粗产品蒸馏提纯时，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶支管口处，漏斗装置中的温度计位置正确的是C项，若温度计水银球放在支管口以下位置，会导致收集的产品中 混有低沸点杂质；若温度计水银球放在支管口以上位置，会导致收集的产品中混有高沸点杂质；所以A、B项的装置容易导致低沸点杂质混入收集到的产品中；
故答案为：C；AB．
解析
解：（1）仪器a为干燥管，装置b的作用是吸收反应过程中所产生的HCl气体；
故答案为：干燥管；吸收HCl气体；
（2）由于三氯化铝与乙酸酐极易水解，所以要求合成过程中应该无水操作；目的是防止AlCl3和乙酸酐水解；
故答案为：防止三氯化铝和乙酸酐水解；
（3）若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三瓶颈，可能会导致反应太剧烈，反应液升温过快导致更多的副产物；故答案为：AD；
（4）水浴加热便于控制温度，故答案为：水浴；
（5）水层用苯萃取并分液的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失，由于乙醇能与水混溶不分层，所以不能用酒精代替苯进行萃取操作；
故答案为：把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失；否，乙醇与水混溶；
（6）分液漏斗使用前需进行检漏，分离液态时，放下层液体时，应该先打开上口玻璃塞（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔），然后打开下面的活塞；
故答案为：检漏；打开上口玻璃塞；
（7）粗产品蒸馏提纯时，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶支管口处，漏斗装置中的温度计位置正确的是C项，若温度计水银球放在支管口以下位置，会导致收集的产品中 混有低沸点杂质；若温度计水银球放在支管口以上位置，会导致收集的产品中混有高沸点杂质；所以A、B项的装置容易导致低沸点杂质混入收集到的产品中；
故答案为：C；AB．
（2014•湖北二模）重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeO•Cr2O3，以及SiO2、Al2O3等杂质）为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下：
反应器中主要发生的反应为：
Ⅰ．FeO•Cr2O3+NaOH+KClO3→Na2CrO4+Fe2O3+H2O+KCl（未配平）
Ⅱ．Na2CO3+SiO2
Ⅲ．Al2O3+2NaOH
在步骤③中将溶液pH调节到7～8可以将SiO32-和AlO2-转化为相应的沉淀除去．
（1）在反应Ⅰ中氧化剂是______，若有245g KClO3参加反应，则转移的电子数为______．
（2）反应器中生成的Fe2O3又可和Na2CO3反应得到一种摩尔质量为111g/mol的化合物，能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出生成该化合物的化学反应方程式______．
（3）操作④目的是将CrO42-转化为Cr2O72-，其现象为______，离子方程式为______．
（4）请选用合适的方法进一步提纯粗产品重铬酸钾______（填字母）
A．重结晶 B．萃取分液 C．蒸馏
（5）分析产品中K2Cr2O7的纯度是利用硫酸酸化的K2Cr2O7将KI氧化成I2，然后利用相关物质测出I2的量从而获得K2Cr2O7的量，写出酸化的K2Cr2O7与KI反应的化学方程式______．
正确答案
解：（1）氧化剂是反应中化合价降低的物质，在反应Ⅰ中KClO3中的氯元素化合价从+5降到-1，为氧化剂，245g KClO3的物质的量为2mol，则转移电子的物质的量为12mol，即12 NA；故答案为：KClO3；12NA；
（2）Fe2O3和Na2CO3反应，产物中应有CO2，另一种产物中含有钠、铁元素，结合摩尔质量为111g/mol，推出该化合物的化学式为NaFeO2，所以生成该化合物的化学反应方程式Fe2O3+Na2CO3
故答案为：Fe2O3+Na2CO3
（3）CrO42-、Cr2O72-的颜色分别为黄色、橙色，所以现象为溶液由黄色变为橙色，反应的离子方程式为 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；
故答案为：溶液由黄色变为橙色；2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；
（4）萃取分液适用于互不相溶的液体，蒸馏适用于沸点相差较大的互溶液体，而重结晶法是利用物质不同温度下溶解度的不同，分离提纯待重结晶物质的过程，所以选择A；故答案为：A；
（5）硫酸酸化的K2Cr2O7与KI反应，根据氧化还原反应理论，得化学反应方程式K2Cr2O7+7H2SO4+6KI=Cr2（SO4）3+3I2+7H2O+4K2SO4．
故答案为：K2Cr2O7+7H2SO4+6KI=Cr2 （SO4）3+3I2+7H2O+4K2SO4．
解析
解：（1）氧化剂是反应中化合价降低的物质，在反应Ⅰ中KClO3中的氯元素化合价从+5降到-1，为氧化剂，245g KClO3的物质的量为2mol，则转移电子的物质的量为12mol，即12 NA；故答案为：KClO3；12NA；
（2）Fe2O3和Na2CO3反应，产物中应有CO2，另一种产物中含有钠、铁元素，结合摩尔质量为111g/mol，推出该化合物的化学式为NaFeO2，所以生成该化合物的化学反应方程式Fe2O3+Na2CO3
故答案为：Fe2O3+Na2CO3
（3）CrO42-、Cr2O72-的颜色分别为黄色、橙色，所以现象为溶液由黄色变为橙色，反应的离子方程式为 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；
故答案为：溶液由黄色变为橙色；2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；
（4）萃取分液适用于互不相溶的液体，蒸馏适用于沸点相差较大的互溶液体，而重结晶法是利用物质不同温度下溶解度的不同，分离提纯待重结晶物质的过程，所以选择A；故答案为：A；
（5）硫酸酸化的K2Cr2O7与KI反应，根据氧化还原反应理论，得化学反应方程式K2Cr2O7+7H2SO4+6KI=Cr2（SO4）3+3I2+7H2O+4K2SO4．
故答案为：K2Cr2O7+7H2SO4+6KI=Cr2 （SO4）3+3I2+7H2O+4K2SO4．
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