- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
实验步骤：
在A中加入4.4g的异戊醇，6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热A，回流50分钟，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，分别用少量水，饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g．回答下列问题：
（1）装置B的名称是：______
（2）在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是：______； 第二次水洗的主要目的是：______
（3）在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后______（填标号），
A．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口放出
（4）本实验中加入过量乙酸的目的是：______
（5）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是：______；
（6）在蒸馏操作中，如图2仪器选择及安装都正确的是：______（填标号）
（7）本实验的产率是：______
A．30% B．40% C．50% D．60%
（8）在进行蒸馏操作时，若从130℃开始收集馏分，产率偏______（填高或者低）原因是______．
正确答案
解：（1）由装置中仪器B的构造可知，仪器B的名称为球形冷凝管，故答案为：球形冷凝管；
（2）反应后的溶液要经过多次洗涤，在洗涤操作中，第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸；第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸，也可以降低酯的溶解度，但第一步洗涤后生成的酯中混有碳酸氢钠，所以第二次水洗，主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠，
故答案为：洗掉大部分硫酸和醋酸；洗掉碳酸氢钠；
（3）由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下层，酯在上层；分液时，要先将水层从分液漏斗的下口放出，待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞，再将乙酸异戊酯从上口放出，所以正确的为D，
故答案为：D；
（4）酯化反应是可逆反应，增大反应物的浓度可以使平衡正向移动；增加一种反应物的浓度，可以使另一种反应物的转化率提高，因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高转化率，
故答案为：提高醇的转化率；
（5）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分，对其进行干燥，
故答案为：干燥乙酸异戊酯；
（6）在蒸馏操作中，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处，所以ad错误；c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留，不能全部收集到锥形瓶中，因此仪器及装置安装正确的是b，
故答案为：b；
（7）乙酸的物质的量为：n=
故答案为：C；
（8）在进行蒸馏操作时，若从130℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇，会收集少量的未反应的异戊醇，因此会导致产率偏高，
故答案为：高；会收集少量未反应的异戊醇．
解析
解：（1）由装置中仪器B的构造可知，仪器B的名称为球形冷凝管，故答案为：球形冷凝管；
（2）反应后的溶液要经过多次洗涤，在洗涤操作中，第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸；第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸，也可以降低酯的溶解度，但第一步洗涤后生成的酯中混有碳酸氢钠，所以第二次水洗，主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠，
故答案为：洗掉大部分硫酸和醋酸；洗掉碳酸氢钠；
（3）由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下层，酯在上层；分液时，要先将水层从分液漏斗的下口放出，待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞，再将乙酸异戊酯从上口放出，所以正确的为D，
故答案为：D；
（4）酯化反应是可逆反应，增大反应物的浓度可以使平衡正向移动；增加一种反应物的浓度，可以使另一种反应物的转化率提高，因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高转化率，
故答案为：提高醇的转化率；
（5）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分，对其进行干燥，
故答案为：干燥乙酸异戊酯；
（6）在蒸馏操作中，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处，所以ad错误；c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留，不能全部收集到锥形瓶中，因此仪器及装置安装正确的是b，
故答案为：b；
（7）乙酸的物质的量为：n=
故答案为：C；
（8）在进行蒸馏操作时，若从130℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇，会收集少量的未反应的异戊醇，因此会导致产率偏高，
故答案为：高；会收集少量未反应的异戊醇．
某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成如下：
软锰矿：MnO2含量≥65%，SiO2含量约20%，Al2O3含量约4%，其余为水分；
闪锌矿：ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO2含量约7%，其余为水分．
科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示．
请回答下列问题：
（1）反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3等．试完成反应Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式：MnO2+CuS+______=______↓+______+CuSO4+______．
（2）反应Ⅱ加入适量锌的作用是______；如果锌过量，还会进一步发生反应的离子方程式为______．
（3）反应Ⅲ要调节pH生成Fe（OH）3、Al（OH）3，中过量的H+所使用的物质是______，调节的pH范围是______（pH数据见表）．
（4）本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、MnCO3和______．
正确答案
解：（1）依据流程图分析判断，反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3等，软锰矿和闪锌矿中的MnO2，CuS在酸性溶液中发生的氧化还原反应生成生成CuSO4和MnSO4硫单质，反应的化学方程式为：MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+CuSO4+MnSO4+2H2O，
故答案为：2H2SO4；S；MnSO4；2H2O；
（2）流程分析，反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3等，加入锌反应生成铜，锌的主要作用是加入适量和铁离子反应生成亚铁离子，把铜离子转化为铜除去；锌过量会继续反应置换出铁；反应的离子方程式为：Zn+Fe2+=Fe+Zn2+，故答案为：将溶液中的硫酸铜转化为铜；Zn+Fe2+=Fe+Zn2+；
（3）反应Ⅲ要调节pH生成Fe（OH）3、Al（OH）3，依据图表分析PH在 5.2～5.4范围内铁离子和铝离子全部沉淀，锌离子不沉淀；由流程图可知加入碳酸锰和碳酸锌与溶液中的氢离子反应用来调节溶液PH使铁离子和铝离子沉淀，故答案为：MnCO3 、ZnCO3；5.2～5.4；
（4）依据流程图可知能循环使用的物质为ZnCO3、MnCO3和MnO2，故答案为：MnO2．
解析
解：（1）依据流程图分析判断，反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3等，软锰矿和闪锌矿中的MnO2，CuS在酸性溶液中发生的氧化还原反应生成生成CuSO4和MnSO4硫单质，反应的化学方程式为：MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+CuSO4+MnSO4+2H2O，
故答案为：2H2SO4；S；MnSO4；2H2O；
（2）流程分析，反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3等，加入锌反应生成铜，锌的主要作用是加入适量和铁离子反应生成亚铁离子，把铜离子转化为铜除去；锌过量会继续反应置换出铁；反应的离子方程式为：Zn+Fe2+=Fe+Zn2+，故答案为：将溶液中的硫酸铜转化为铜；Zn+Fe2+=Fe+Zn2+；
（3）反应Ⅲ要调节pH生成Fe（OH）3、Al（OH）3，依据图表分析PH在 5.2～5.4范围内铁离子和铝离子全部沉淀，锌离子不沉淀；由流程图可知加入碳酸锰和碳酸锌与溶液中的氢离子反应用来调节溶液PH使铁离子和铝离子沉淀，故答案为：MnCO3 、ZnCO3；5.2～5.4；
（4）依据流程图可知能循环使用的物质为ZnCO3、MnCO3和MnO2，故答案为：MnO2．
硼元素在自然界主要以硼酸．硼酸盐和硼硅酸盐存在．请回答下列问题：
（1）硼元素是ⅢA族的第一个元素，原子结构示意图为______，天然硼元素有两种稳定同位素10B、11B，其相对原子质量分别为10和11，它们的相对丰度分别为20%和80%，硼元素的平均相对质量为______．
（2）硼酸（H3BO3）是一元弱酸，工业上用硼砂（Na2B4O7•10H2O）制备硼酸晶体的流程如图甲：
不同温度下硼酸的溶解度见下表：
①写出硼砂溶液和稀硫酸反应的离子方程式______．
②上述流程中获得粗硼酸晶体的操作Ⅰ为______、过滤，进一步将粗硼酸晶体提纯的方法是______．
③25℃时0.1mol/L硼酸溶液的PH约为5.1，则其电离常数K约为______．
（3）硼酸在加热过程中发生分解的失重曲线如图乙所示．
①硼酸从开始加热到107℃时，发生反应的化学方程式为______．
②硼酸加热到160℃得到的固体的化学式为______．（B元素的相对原子质量按11计算）
（4）NaBH4由于H元素显-1价，具有强还原性，是有机化学上的万能还原剂．在碱性条件下电解NaBO2溶液可以制得NaBH4，其反应方程式为NaBO2+2H2O=2O2↑+NaBH4，则阴极反应式为______．
正确答案
解：（1）硼的核电荷数=核外电子总数=5，其原子结构示意图为：
故答案为：
（2）①硼砂溶液中溶质为Na2B4O7•10H2O，与稀硫酸反应生成H3BO3和硫酸钠，反应的离子方程式为：5H2O+B4O72-+2H+=4H3BO3，
故答案为：5H2O+B4O72-+2H+=4H3BO3；
②根据表中硼酸的溶解度可知，硼酸受温度的影响较大，可以通过降低温度的方法分离出硼酸，则上述流程中获得粗硼酸晶体的操作Ⅰ为降温结晶（冷却热饱和溶液）、过滤，若进一步将粗硼酸晶体提纯，可以通过重结晶的方法完成，
故答案为：降温结晶（冷却热饱和溶液）；重结晶；
③25℃时0.1mol/L硼酸溶液的pH约为5.1，则该溶液中氢离子浓度为：c（H+）=10-5.1mol/L，c（H2BO3-）≈c（H+）=10-5.1mol/L，由于硼酸的电离程度较小，则0.1mol/L硼酸溶液中未电离的硼酸浓度约为0.1mol/L，所以硼酸的电离平衡常数为：K=
故答案为：10-9.2；
（3）①2.48g硼酸的物质的量为：
故答案为：H3BO3═HBO2+H2O；
②剩余固体从107℃加热到160℃时，减少水的质量为：1.76g-1.58g=0.18g，其物质的量为：
故答案为：H2B4O7；
（4）总反应为NaBO2+2H2O=2O2↑+NaBH4，电解过程中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，则阴极H2O得到电子与BO2-结合生成BH4-和氢氧根离子，阴极的电极反应式为：BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-，
故答案为：BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-．
解析
解：（1）硼的核电荷数=核外电子总数=5，其原子结构示意图为：
故答案为：
（2）①硼砂溶液中溶质为Na2B4O7•10H2O，与稀硫酸反应生成H3BO3和硫酸钠，反应的离子方程式为：5H2O+B4O72-+2H+=4H3BO3，
故答案为：5H2O+B4O72-+2H+=4H3BO3；
②根据表中硼酸的溶解度可知，硼酸受温度的影响较大，可以通过降低温度的方法分离出硼酸，则上述流程中获得粗硼酸晶体的操作Ⅰ为降温结晶（冷却热饱和溶液）、过滤，若进一步将粗硼酸晶体提纯，可以通过重结晶的方法完成，
故答案为：降温结晶（冷却热饱和溶液）；重结晶；
③25℃时0.1mol/L硼酸溶液的pH约为5.1，则该溶液中氢离子浓度为：c（H+）=10-5.1mol/L，c（H2BO3-）≈c（H+）=10-5.1mol/L，由于硼酸的电离程度较小，则0.1mol/L硼酸溶液中未电离的硼酸浓度约为0.1mol/L，所以硼酸的电离平衡常数为：K=
故答案为：10-9.2；
（3）①2.48g硼酸的物质的量为：
故答案为：H3BO3═HBO2+H2O；
②剩余固体从107℃加热到160℃时，减少水的质量为：1.76g-1.58g=0.18g，其物质的量为：
故答案为：H2B4O7；
（4）总反应为NaBO2+2H2O=2O2↑+NaBH4，电解过程中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，则阴极H2O得到电子与BO2-结合生成BH4-和氢氧根离子，阴极的电极反应式为：BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-，
故答案为：BO2-+6H2O+8e-=BH4-+8OH-．
合成反应：
在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸．b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃．
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙．最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g．
回答下列问题：
（1）装置b的名称是______．
（2）加入碎瓷片的作用是______；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是______（填正确答案标号）．
A．立即补加
B．冷却后补加
C．不需补加
D．重新配料
（3）本实验中最容易产生的副产物的结构简式为______．
（4）分液漏斗在使用前须清洗干净并______；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的______（填“上口倒出”或“下口放出”）．
（5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是______．
（6）在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有______（填正确答案标号）．
A．蒸馏烧瓶
B．温度计
C．吸滤瓶
D．球形冷凝管
E．接收器
（7）本实验所得到的环己烯产率是______（填正确答案标号）．
A.41%
B.50%
C.61%
D.70%
正确答案
直形冷凝管
防止暴沸
B
检漏
上口倒出
干燥
CD
C
解析
解：（1）依据装置图分析可知装置b是蒸馏装置中的冷凝器装置，故答案为：直形冷凝器；
（2）碎瓷片的存在可以防止在加热过程中产生暴沸现象，补加碎瓷片时需要待已加热的试液冷却后再加入，故答案为：防止暴沸；B；
（3）加热过程中，环己醇除可发生消去反应生成环己烯外，还可以发生取代反应，分子间发生脱水反应生成二环己醚，
故答案为：
（4）由于分液漏斗有活塞开关，故使用前需要检查是否漏液；分液过程中，由于环己烯的密度比水的密度小，故应该从分液漏斗的上口倒出，
故答案为：检漏；上口倒出；
（5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是利用无水氯化钙吸收产物中少量的水，故答案为：干燥；
（6）观察题目提供的实验装置图知蒸馏过程中不可能用到吸滤瓶和球形冷凝器管，故答案为：CD；
（7）环己醇为0.2mol，理论上可以得到0.2mol环己烯，其质量为16.4g，所以产率=
过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）俗称固体双氧水，是一种很好的消毒剂和供氧剂．湿法生产过碳酸钠的原理和线路如图所示（BC-1，BC-2均为稳定剂）：
请回答下列问题：
（1）H2O2中添加BC-Ⅰ的目的是______；工业纯碱中常含有微量Fe3+，加入BC-2可与Fe3+形成配合物，这样做的原因是______．
（2）过碳酸钠在高温下容易分解，所以制取时反应需控制在5℃以下进行．在反应釜中发生的主要反应为______；常温结晶的过程中加入氯化钠、搅拌，作用是______．
（3）下列关于过碳酸钠使用和保存的说法不正确的是______．（填字母标号）
A．应与易燃或可燃物、还原剂等分开存放
B．使用时避免与眼睛、皮肤和衣服接触
C．储存于干燥洁净、不通风的仓库内
D．过碳酸钠不慎溅入眼睛应用流动清水或生理盐水冲洗，并就医
（4）过碳酸钠是一种很好的消毒剂，下列与其消毒原理相似的是______．（填字母标号）
A．乙醇B．漂粉精C．二氧化硫D．过氧化钠
（5）工业上常以所含活性氧的质量分数[ω（活性氧）=
正确答案
增强H2O2的稳定性，防止其分解
防止Fe3+催化H2O2的分解
2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3·3H2O2
降低过碳酸钠的溶解度，有利于过碳酸钠的析出
C
BD
13.2%
解析
解：（1）双氧水易分解，BC-1为稳定剂，加入BC-1能增强双氧水的稳定性，从而抑制其分解，工业纯碱中常含有微量Fe3+，Fe3+为H2O2分解的催化剂，加入BC-2可与Fe3+形成配合物，防止Fe3+催化H2O2的分解，
故答案为：增强H2O2的稳定性，防止其分解；防止Fe3+催化H2O2的分解；
（2）碳酸钠和双氧水反应生成过碳酸钙，反应方程式为：2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2，结晶过程中加入氯化钠、搅拌，可以增大溶液中钠离子浓度，能降低过碳酸钠的溶解度，有利于过碳酸钠析出，
故答案为：2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2；降低过碳酸钠的溶解度，有利于过碳酸钠的析出；
（3）过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重性质，则应具有不稳定性、碱性、强氧化性．
A．过碳酸钠可以看作Na2CO3和H2O2的混合物，具有强氧化性，应与易燃或可燃物、还原剂等分开存放，故A正确；
B．过碳酸钠具有氧化性，能灼伤人的眼睛、皮肤，使用时避免与眼睛、皮肤和衣服接触，故B正确；
C．过碳酸钠易分解生成氧气，储存于干燥洁净、不通风的仓库内，会造成仓库中氧气含量升高，发生危险，故C错误；
D．过碳酸钠具有氧化性，过碳酸钠不慎溅入眼睛应用流动清水或生理盐水冲洗，并就医，故D正确；
故答案为：C；
（4）A．乙醇能使蛋白质变性，但乙醇不具有强氧化性，与过碳酸钠的消毒原理不同，故A错误；
B．漂粉精主要成分为次氯酸钠，+1价的氯具有氧化性，与过碳酸钠的消毒原理相同，故B正确；
C．二氧化硫能消毒，但二氧化硫不具有强氧化性，与过碳酸钠的消毒原理不同，故C错误；
D．过氧化钠中-1价的氧具有氧化性，过氧化钠消毒与过碳酸钠的消毒原理相同，故D正确；
故答案为：BD；
（5）过碳酸钠可以看作Na2CO3和H2O2的混合物，过碳酸钠溶于水配成溶液，加入水量MnO2，使过氧化氢分解生成氧气与水，反应完全后溶液质量减轻0.264g为氧气的质量，
设样品中相当于含过氧化氢的质量为x
2H2O2
68 32
x 0.264g
x=
则该样品中所含活性氧的质量分数[ω（活性氧）=
故答案为：13.2%．
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