- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
碱式碳酸铜是一种化工原料，化学式用mCu（OH）2•nCuCO3表示．实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：
Ⅰ．用废铜屑制硫酸铜
方案1：将浓硫酸加入盛有废铜屑的大试管中加热，充分反应后过滤得到硫酸铜溶液．
方案2：将废铜屑在空气中充分灼烧，残留固体溶于稀硫酸．
Ⅱ．碱式碳酸铜的制备流程如下：
CuSO4和Na2CO3混合液
请回答下列问题：
（1）制备硫酸铜的最佳方案为______（选填“方案1”或“方案2”），原因是______．
（2）步骤①的加热方法为______；步骤③过滤后，滤液中有SO
（3）步骤④洗涤的目的是______．
（4）测定碱式碳酸铜组成的方法主要有如下两种：
方法1：灼烧法．取34.6g mCu（OH）2•nCuCO3，在硬质试管中灼烧，将气体产物依次通过足量的浓硫酸、足量的碱石灰中，完全吸收后浓硫酸增重1.8g，碱石灰增重8.8g．
方法2：还原法．取一定量mCu（OH）2•nCuCO3在氢气中加强热，测反应后残留固体的质量．
①利用方法1的数据推算碱式碳酸铜的化学式为______．
②配平方法2的化学方程式：
mCu（OH）2•nCuCO3+______H2
正确答案
解：（1）方案1和方案2相比较，方案1产生污染性气体，且生成相同物质的量的硫酸铜时，方案1消耗的硫酸多，
故答案为：方案2；方案2无染污，且节约原料；
（2）温度恒定受热均匀，便于控制的角度分析，用水浴加热；检验硫酸根应先加入盐酸，排除CO32-、SO32- 以及Ag+的干扰，再加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，则含有SO42-，故答案为：水浴加热；取滤液少许，加入盐酸无明显现象，加入氯化钡有白色沉淀生成；
（3）沉淀表面附有可溶性的离子应洗涤除去，故答案为：除去产品表面杂质；
（4）①浓硫酸吸收水，碱石灰吸收二氧化碳，所以由题可知：n（H2O）=
②根据原子守恒配平得：mCu（OH）2•nCuCO3+（m+n）H2
解析
解：（1）方案1和方案2相比较，方案1产生污染性气体，且生成相同物质的量的硫酸铜时，方案1消耗的硫酸多，
故答案为：方案2；方案2无染污，且节约原料；
（2）温度恒定受热均匀，便于控制的角度分析，用水浴加热；检验硫酸根应先加入盐酸，排除CO32-、SO32- 以及Ag+的干扰，再加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，则含有SO42-，故答案为：水浴加热；取滤液少许，加入盐酸无明显现象，加入氯化钡有白色沉淀生成；
（3）沉淀表面附有可溶性的离子应洗涤除去，故答案为：除去产品表面杂质；
（4）①浓硫酸吸收水，碱石灰吸收二氧化碳，所以由题可知：n（H2O）=
②根据原子守恒配平得：mCu（OH）2•nCuCO3+（m+n）H2
（2015秋•晋江市校级期中）亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：
【实验Ⅰ】：按如图装置制取NaClO2晶体．
（1）装置C的作用是______；
（2）已知装置B中的产物ClO2气体，则装置B中反应的离子方程式为______，ClO2在装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为______；
（3）已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤．
①减压，55℃蒸发结晶；
②______；
③用38℃～60℃热水洗涤；
④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是______；
【实验Ⅱ】：样品杂质分析与纯度测定
（5）测定样品中NaClO2的纯度．测定时进行如下实验：
准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：
ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）．请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为______．
正确答案
解：（1）装置D中发生气体反应，装置内压强降低，装置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中，
故答案为：防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）装置B中制备得到ClO2，所以B中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4，反应的方程式为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2 ClO2↑+2Na2SO4+H2O；
装置D反应后的溶液获得NaClO2晶体，装置D中生成NaClO2，Cl元素的化合价降低，双氧水应表现还原性，有氧气生成，结合原子守恒可知，还有水生成，配平后方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2，
故答案为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；
（3）从溶液中制取晶体，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO2•3H2O，应趁热过滤，由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃进行洗涤，低于60℃干燥，
故答案为：趁热过滤；
（4）由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl，
故答案为：NaClO3和NaCl；
（5）令样品中NaClO2的物质的量x，
NaClO2～2I2～4S2O32-，
1mol 4mol
0.25x c mol•L-1×V×10-3L
则：x=c•V•10-3mol
故答案为：c•V•10-3mol．
解析
解：（1）装置D中发生气体反应，装置内压强降低，装置C的作用是安全瓶，防止D瓶溶液倒吸到B瓶中，
故答案为：防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）装置B中制备得到ClO2，所以B中反应为NaClO3和Na2SO3在浓H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4，反应的方程式为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2 ClO2↑+2Na2SO4+H2O；
装置D反应后的溶液获得NaClO2晶体，装置D中生成NaClO2，Cl元素的化合价降低，双氧水应表现还原性，有氧气生成，结合原子守恒可知，还有水生成，配平后方程式为：2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2，
故答案为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；
（3）从溶液中制取晶体，一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，为防止析出晶体NaClO2•3H2O，应趁热过滤，由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃进行洗涤，低于60℃干燥，
故答案为：趁热过滤；
（4）由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl，
故答案为：NaClO3和NaCl；
（5）令样品中NaClO2的物质的量x，
NaClO2～2I2～4S2O32-，
1mol 4mol
0.25x c mol•L-1×V×10-3L
则：x=c•V•10-3mol
故答案为：c•V•10-3mol．
工业上常利用含硫废水生产海波Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分夹持仪器）模拟生产过程．
烧瓶C中发生反应如下：
①Na2S+H2O+SO2═Na2SO3+H2S
②2H2S+SO2═3S+2H2O
③S+Na2SO3
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若______，则整个装置气密性良好．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2SO3和Na2S恰好完全反应，则烧瓶C中Na2SO3和Na2S物质的量之比为______．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择______．
a．饱和NaOH溶液 b．饱和Na2SO3溶液
c．饱和NaHSO3溶液 d． 高锰酸钾溶液
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质．已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O
（5）为了测定某海波样品的成分，称取三份质量不同的该样品，分别加入相同浓度的硫酸溶 液25mL，充分反应后滤出硫，微热滤液使生成的SO2全部逸出．
测得有关实验数据如下（标准状况）：
所用硫酸溶液中溶质的物质的量浓度为______．（写出计算过程）
正确答案
解：（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则气密性良好，
故答案为：液柱高度保持不变；
（2）根据题目所给3个反应，可得出对应关系：2Na2S～2H2S～3S～3 Na2SO3，2Na2S反应时同时生成2Na2SO3，还需要1Na2SO3，所以烧瓶C中Na2SO3和Na2S物质的量之比为1：2，
故答案为：1：2；
（3）SO2易溶于水，能与Na2SO3溶液、NaHCO3溶液反应，但在NaHSO3溶液中溶解度较小，
故选：c；
（4）检测产品中是否存在Na2SO4的实验方案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质，
故答案为：取样，溶于水配成溶液，加入足量稀盐酸至无气泡产生，在上层清液中滴入BaCl2溶液，若有沉淀生成，则存在Na2SO4；
（5）硫酸的用量一定，由上述二氧化硫的体积可知，第一份、第二份中海波样品完全反应，生成2.24LL二氧化硫需要海波质量为12.6g×
故答案为：4mol/L．
解析
解：（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则气密性良好，
故答案为：液柱高度保持不变；
（2）根据题目所给3个反应，可得出对应关系：2Na2S～2H2S～3S～3 Na2SO3，2Na2S反应时同时生成2Na2SO3，还需要1Na2SO3，所以烧瓶C中Na2SO3和Na2S物质的量之比为1：2，
故答案为：1：2；
（3）SO2易溶于水，能与Na2SO3溶液、NaHCO3溶液反应，但在NaHSO3溶液中溶解度较小，
故选：c；
（4）检测产品中是否存在Na2SO4的实验方案为：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质，
故答案为：取样，溶于水配成溶液，加入足量稀盐酸至无气泡产生，在上层清液中滴入BaCl2溶液，若有沉淀生成，则存在Na2SO4；
（5）硫酸的用量一定，由上述二氧化硫的体积可知，第一份、第二份中海波样品完全反应，生成2.24LL二氧化硫需要海波质量为12.6g×
故答案为：4mol/L．
（2016•单县校级模拟）晶体硅是一种重要的非金属材料，模拟制备纯硅的主要步骤如下：
②高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HCl
③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅
可能用到的信息如下：
已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃；
步骤②中粗硅与HCl反应时会生成少量SiCl4；
请回答下列问题：
（1）粗硅与HCl反应完全后，依据上表所示沸点差异提纯SiHCl3．该提纯方法为______．
（2）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：
①依次连接的合理顺序为______；
装置D中g管的作用是______；
装置B中的试剂是______；
装置C中的烧瓶加热的目的是______．
②装置A中发生反应的化学方程式为______．
③操作时应先打开装置______（C或D）中分液漏斗的旋塞，理由是：______．
（3）请设计实验证明产品硅中是否含微量铁单质：将产品用稀盐酸溶解，取上层清液后______．
正确答案
解：（1）SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），由于沸点差别较大，可以通过分馏除去杂质，
故答案为：分馏；
（2）①依据实验目的可知：锌与硫酸制备氢气，干燥干燥后通入用水冷却的SiHCl3，在石英管中反应生成硅和氯化氢，最后进行尾气处理，所以正确的顺序为DBCAE；
装置D中g管连接分液漏斗与烧瓶，起平衡压强的作用；
B装置用于干燥氢气，可用浓硫酸；
通过水浴加热使滴入烧瓶中的SiHCl3气化，与氢气混合均匀，
故答案为：DBCAE；平衡压强（“使分液漏斗中的溶液顺利滴下”也给分）；浓硫酸；使滴入烧瓶中的SiHCl3气化；
②高温下，SiHCl3和氢气反应生成硅单质，硅单质是灰黑色固体，所以D装置中的现象是：石英管的内壁附有灰黑色晶体；反应方程式为：SiHCl3+H2
故答案为：SiHCl3+H2
③氢气是可燃性气体，易产生爆炸，为防止安全事故的发生，所以先通一段时间H2，将装置中的空气排尽，所以应先打开D；
故答案为：D；因为SiHCl3容易在空气自燃，实验中还要注意先通一段时间H2排尽装置中的空气；
（3）铁能够与氢氧化剂反应生成三价铁离子，三价铁离子遇到硫氰酸钾显红色，要检验铁单质的存在可以：先滴加氯水，再滴加硫氰化钾溶液，溶液显红色；
故答案为：先滴加氯水，再滴加硫氰化钾溶液，溶液显红色．
解析
解：（1）SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），由于沸点差别较大，可以通过分馏除去杂质，
故答案为：分馏；
（2）①依据实验目的可知：锌与硫酸制备氢气，干燥干燥后通入用水冷却的SiHCl3，在石英管中反应生成硅和氯化氢，最后进行尾气处理，所以正确的顺序为DBCAE；
装置D中g管连接分液漏斗与烧瓶，起平衡压强的作用；
B装置用于干燥氢气，可用浓硫酸；
通过水浴加热使滴入烧瓶中的SiHCl3气化，与氢气混合均匀，
故答案为：DBCAE；平衡压强（“使分液漏斗中的溶液顺利滴下”也给分）；浓硫酸；使滴入烧瓶中的SiHCl3气化；
②高温下，SiHCl3和氢气反应生成硅单质，硅单质是灰黑色固体，所以D装置中的现象是：石英管的内壁附有灰黑色晶体；反应方程式为：SiHCl3+H2
故答案为：SiHCl3+H2
③氢气是可燃性气体，易产生爆炸，为防止安全事故的发生，所以先通一段时间H2，将装置中的空气排尽，所以应先打开D；
故答案为：D；因为SiHCl3容易在空气自燃，实验中还要注意先通一段时间H2排尽装置中的空气；
（3）铁能够与氢氧化剂反应生成三价铁离子，三价铁离子遇到硫氰酸钾显红色，要检验铁单质的存在可以：先滴加氯水，再滴加硫氰化钾溶液，溶液显红色；
故答案为：先滴加氯水，再滴加硫氰化钾溶液，溶液显红色．
氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，受热易分解．某小组模拟制备氨基甲酸铵，反应如下（且温度对反应的影响比较灵敏）：2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）△H＜0
（1）如用下图I装置制取氨气，可选择的试剂是______．
（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图Ⅱ所示，把NH3和CO2通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中． 当悬浮物较多时，停止制备．
注：CCl4与液体石蜡均为惰性介质．
①发生器用冰水冷却的原因是______，液体石蜡鼓泡瓶的作用是______．
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是______（填写操作名称）．为了得到干燥产品，应采取的方法是______（填写选项序号）．
a．常压加热烘干 b．高压加热烘干 c．减压40℃以下烘干
（3）制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种．
①设计方案，进行成分探究，请填写表中空格．
限选试剂：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸．
②根据①的结论：取氨基甲酸铵样品3.95g，用足量氢氧化钡溶液充分处理后，过滤、洗涤、干燥，测得沉淀质量为1.97g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为______．[Mr（NH2COONH4）=78、Mr（NH4HCO3）=79、Mr（BaCO3）=197]．
正确答案
解：（1）把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气，故答案为：浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等；
（2）①反应2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）+Q，是放热反应，降温平衡正向进行，温度升高；发生器用冰水冷却提高反应物质转化率，防止生成物温度过高分解；液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比，故答案为：降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）；通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
②制备氨基甲酸铵的装置如图3所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离产品的实验方法利用过滤得到，氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、不能加热烘干，应在真空40℃以下烘干；
故答案：过滤；c；
（3）①根据实验目的，检验氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种，通过向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置溶液不变浑浊，证明固体中不含碳酸铵；在不含碳酸铵的基础上在通过向试管中加入少量澄清石灰水，看溶液是否变浑浊证明固体中是否含有碳酸氢铵，故答案为：
②取混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品3.95g，用足量氢氧化钡溶液充分处理后，过滤、洗涤、干燥，测得沉淀质量为1.97g，即BaCO3为1.97g，物质的量为
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=
解析
解：（1）把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气，故答案为：浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等；
（2）①反应2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）+Q，是放热反应，降温平衡正向进行，温度升高；发生器用冰水冷却提高反应物质转化率，防止生成物温度过高分解；液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比，故答案为：降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）；通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
②制备氨基甲酸铵的装置如图3所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离产品的实验方法利用过滤得到，氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、不能加热烘干，应在真空40℃以下烘干；
故答案：过滤；c；
（3）①根据实验目的，检验氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种，通过向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置溶液不变浑浊，证明固体中不含碳酸铵；在不含碳酸铵的基础上在通过向试管中加入少量澄清石灰水，看溶液是否变浑浊证明固体中是否含有碳酸氢铵，故答案为：
②取混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品3.95g，用足量氢氧化钡溶液充分处理后，过滤、洗涤、干燥，测得沉淀质量为1.97g，即BaCO3为1.97g，物质的量为
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=
扫码查看完整答案与解析