- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂.一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2•6H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
③CoCl2•6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴.
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式______.
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式______;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式______.
(3)“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为______.
(4)“操作1”中包含3个基本实验操作,它们依次是______、______和过滤.制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是______.
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图.向“滤液”中加入萃取剂的目的是______;其使用的最佳pH范围是______.
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5 D.5.0~5.5
(6)为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量.通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是______.(答一条即可)
正确答案
解:(1)向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等],加入盐酸和亚硫酸钠,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原,根据电荷守恒和得失电子守恒,反应的离子方程式为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,
故答案为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;
(2)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,其反应的离子方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;在酸性条件下,NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气,其反应的离子方程式为:ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;
故答案为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;
(3)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,加Na2CO3调pH至a,铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,所以沉淀成分为:Fe(OH)3、Al(OH)3,
故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体,其操作步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶和过滤;
根据题意知,CoCl2•6H2O常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴,为防止其分解,制得的CoCl2•6H2O需减压烘干,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;降低烘干温度,防止产品分解;
(5)根据流程图可知,此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子;
由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀,
故答案为:除去溶液中的Mn2+;B;
(6)根据CoCl2•6H2O的组成分析,造成产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%的原因可能是:含有杂质,导致氯离子含量大或结晶水化物失去部分水,导致相同质量的固体中氯离子含量变大,
故答案为:粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水.
解析
解:(1)向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等],加入盐酸和亚硫酸钠,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原,根据电荷守恒和得失电子守恒,反应的离子方程式为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,
故答案为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;
(2)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,其反应的离子方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;在酸性条件下,NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气,其反应的离子方程式为:ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;
故答案为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O;
(3)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,加Na2CO3调pH至a,铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,所以沉淀成分为:Fe(OH)3、Al(OH)3,
故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体,其操作步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶和过滤;
根据题意知,CoCl2•6H2O常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴,为防止其分解,制得的CoCl2•6H2O需减压烘干,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;降低烘干温度,防止产品分解;
(5)根据流程图可知,此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子;
由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀,
故答案为:除去溶液中的Mn2+;B;
(6)根据CoCl2•6H2O的组成分析,造成产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%的原因可能是:含有杂质,导致氯离子含量大或结晶水化物失去部分水,导致相同质量的固体中氯离子含量变大,
故答案为:粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水.
以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料,制取氧化钴的流程如下:
(1)溶解:溶解后过滤,将滤渣洗涤2~3次,洗液与滤液合并,其目的是______.
所得滤渣的主要成分是______(写化学式).
(2)氧化:加热搅拌条件下加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式______.
已知:铁氰化钾化学式为K3[Fe(CN)6];亚铁氰化钾化学式为K4[Fe(CN)6]•3H2O.
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-═Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
确定Fe2+是否氧化完全的方法是______.(可供选择的试剂:铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
(3)除铁:加入适量的Na2CO3调节酸度,生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出该反应的化学方程式______.
(4)沉淀:生成沉淀碱式碳酸钴[(CoCO3)2•3Co(OH)2],沉淀需洗涤,洗涤的操作是______.
(5)溶解:CoCl2的溶解度曲线如下图所示.向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸,边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤,其原因是______.
(6)灼烧:准确称取所得CoC2O4 1.470g,在空气中充分灼烧得0.830g氧化钴,写出氧化钴的化学式______.
正确答案
解:(1)洗液与滤液合并,提高洗涤和滤液中钴的利用率,故答案为:提高钴等元素的利用率;
(2)亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子,1molr的亚铁离子失去1mol的电子,而1mol的氯酸根离子得到6mol的电子,根据电子得失守恒,可知离子方程式为:6Fe2++6H++ClO3-6Fe3++Cl-+3H2O,取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则Fe2+已全部被氧化,故答案为:6Fe2++6H++ClO3-
6Fe3++Cl-+3H2O;取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则Fe2+已全部被氧化;
(3)生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾,化学反应方程式为:3Fe2(SO4)3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5 Na2SO4+6CO2↑,故答案为:3Fe2(SO4)3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5 Na2SO4+6CO2↑;
(4)沉淀洗涤的方法是向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,静置使滤液流出.重复操作2~3次,
故答案为:向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,静置使滤液流出.重复操作2~3次;
(5)CoCl2的溶解度曲线可知,随温度的升高,CoCl2的溶解度增大,所以趁热过滤,防止温度降低氯化钴析出,故答案为:防止因温度降低,CoCl2晶体析出;
(6)CoC2O4的质量为1.470g,其我知道可为0.01mol,Co元素质量为0.59g,钴氧化物质量为0.83g,氧化物中氧元素质量为0.83g-0.59g=0.24g,则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.01mol:≈2:3,故Co氧化物为Co2O3,故答案为:Co2O3.
解析
解:(1)洗液与滤液合并,提高洗涤和滤液中钴的利用率,故答案为:提高钴等元素的利用率;
(2)亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子,1molr的亚铁离子失去1mol的电子,而1mol的氯酸根离子得到6mol的电子,根据电子得失守恒,可知离子方程式为:6Fe2++6H++ClO3-6Fe3++Cl-+3H2O,取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则Fe2+已全部被氧化,故答案为:6Fe2++6H++ClO3-
6Fe3++Cl-+3H2O;取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则Fe2+已全部被氧化;
(3)生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾,化学反应方程式为:3Fe2(SO4)3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5 Na2SO4+6CO2↑,故答案为:3Fe2(SO4)3+6H2O+6 Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5 Na2SO4+6CO2↑;
(4)沉淀洗涤的方法是向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,静置使滤液流出.重复操作2~3次,
故答案为:向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,静置使滤液流出.重复操作2~3次;
(5)CoCl2的溶解度曲线可知,随温度的升高,CoCl2的溶解度增大,所以趁热过滤,防止温度降低氯化钴析出,故答案为:防止因温度降低,CoCl2晶体析出;
(6)CoC2O4的质量为1.470g,其我知道可为0.01mol,Co元素质量为0.59g,钴氧化物质量为0.83g,氧化物中氧元素质量为0.83g-0.59g=0.24g,则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.01mol:≈2:3,故Co氧化物为Co2O3,故答案为:Co2O3.
某软锰矿样含有MnO2、ZnSO4和不溶于酸的杂质.由该软锰矿制取硫酸锰晶体的部分流程图为:
已知部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表:
回答下列问题.
(1)硫酸亚铁在酸性条件下可将MnO2还原为MnS04,该反应的化学方程式为______.
(2)加氨水调pH至5.4,得到的滤渣主要是______.(用化学式表示)
(3)在酸性介质中,MnSO4溶液与(NH4)2S2O8(连=硫酸铵)溶液混合,Mn2+会被氧化成MnO-4,S2O2-8会被还原成SO2-4.该反应常用于Mn2+的定性检验.
①若溶液中存在Mn2+,可观察到的现象是______.
②反应的离子方程式为______
(4)若常温下Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17,调至pH=9使溶液中的Zn2+完全转化为Zn(OH)2沉淀,此时溶液中的c(Zn2+)=______.
(5)MnO2常用作碱性锌锰干电池的正极材料.电池工作时正极反应式为______.
(6)取10.00g矿样加入0.8000mol/LH2C2O4溶液25.00mL及稀硫酸,加热至MnO2被完全还原为Mn2+.过量的草酸用0.01000mol/L标准KMnO4溶液滴定,达到滴定终点时消耗10.00mL标准KMnO4溶液.另取10.00g矿样,经该工艺提取最终得2.000g MnSO4.
①KMnO4滴定H2C2O4的离子方程式为______.
②若定义“产品硫酸锰中锰元素的质量占矿样中锰元素的质量百分含量”为“元素利用率”.则该工艺中锰元素的元素利用率为______(列出计算过程).
正确答案
解:软锰矿样中硫酸酸化的硫酸亚铁,可以将二氧化锰还原为硫酸锰,过滤得到的滤液是硫酸锰、硫酸锌和硫酸铁,加氨水调pH至5.4,可以将铁离子完全沉淀,进而经过一系列操作可以获得硫酸锰晶体.
(1)二氧化锰和亚铁离子之间会发生氧化还原反应MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,故答案为:MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O;
(2)根据表中的数据,当pH=5.4时,铁离子是完全沉淀的,得到滤渣的成分是Fe(OH)3,故答案为:Fe(OH)3;
(3)根据题干信息:酸性介质中,MnSO4溶液与(NH4)2S2O8溶液反应生成MnO4-和SO42-,2Mn2++5S2O82-+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+,溶液从无色变为紫红色;
离子方程式为:2Mn2++5S2O82-+8H2O=2MnO-4+10SO42-+16H+,故答案为:溶液从无色变为紫红色;2Mn2++5S2O82-+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;
(4)常温下Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17,Ksp=c(Zn2+)•c2(OH-),调至pH=9即氢氧根离子浓度为10-5mol/L,使溶液中的Zn2+完全转化为Zn(OH)2沉淀,此时溶液中的c(Zn2+)==
=1.2×10-7mol/L,故答案为:1.2×10-7mol/L;
(5)碱性锌锰干电池的正极上发生得电子的还原反应,即MnO2+e-+H2O=MnOOH+2Mn2++8H2O,故答案为:MnO2+e-+H2O=MnOOH+2Mn2++8H2O;
(6)①KMnO4和H2C2O4及稀硫酸之间会发生反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳,即5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,故答案为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;
②根据上述化学方程式得到关系式:5H2C2O4~2MnO4-,MnO2~H2C2O4,
5 2 1 1
1.0×10-4mol 2.5×10-4mol 0.8000mol/×0.025L-2.5×10-4mol
即高锰酸钾消耗的草酸是2.5×10-4mol,二氧化锰的物质的量是0.8000mol/×0.025L-2.5×10-4mol=0.01975mol,Mn元素利用率:×100%=67.06%,故答案为:67.06%.
解析
解:软锰矿样中硫酸酸化的硫酸亚铁,可以将二氧化锰还原为硫酸锰,过滤得到的滤液是硫酸锰、硫酸锌和硫酸铁,加氨水调pH至5.4,可以将铁离子完全沉淀,进而经过一系列操作可以获得硫酸锰晶体.
(1)二氧化锰和亚铁离子之间会发生氧化还原反应MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,故答案为:MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O;
(2)根据表中的数据,当pH=5.4时,铁离子是完全沉淀的,得到滤渣的成分是Fe(OH)3,故答案为:Fe(OH)3;
(3)根据题干信息:酸性介质中,MnSO4溶液与(NH4)2S2O8溶液反应生成MnO4-和SO42-,2Mn2++5S2O82-+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+,溶液从无色变为紫红色;
离子方程式为:2Mn2++5S2O82-+8H2O=2MnO-4+10SO42-+16H+,故答案为:溶液从无色变为紫红色;2Mn2++5S2O82-+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;
(4)常温下Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17,Ksp=c(Zn2+)•c2(OH-),调至pH=9即氢氧根离子浓度为10-5mol/L,使溶液中的Zn2+完全转化为Zn(OH)2沉淀,此时溶液中的c(Zn2+)==
=1.2×10-7mol/L,故答案为:1.2×10-7mol/L;
(5)碱性锌锰干电池的正极上发生得电子的还原反应,即MnO2+e-+H2O=MnOOH+2Mn2++8H2O,故答案为:MnO2+e-+H2O=MnOOH+2Mn2++8H2O;
(6)①KMnO4和H2C2O4及稀硫酸之间会发生反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳,即5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,故答案为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;
②根据上述化学方程式得到关系式:5H2C2O4~2MnO4-,MnO2~H2C2O4,
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1.0×10-4mol 2.5×10-4mol 0.8000mol/×0.025L-2.5×10-4mol
即高锰酸钾消耗的草酸是2.5×10-4mol,二氧化锰的物质的量是0.8000mol/×0.025L-2.5×10-4mol=0.01975mol,Mn元素利用率:×100%=67.06%,故答案为:67.06%.
纳米材料二氧化钛(TiO2)可做优良的催化剂.
Ⅰ.工业上二氧化钛的制备方法:
①将干燥后的金红石(主要成分为TiO2,主要杂质SiO2)与碳粉混合装入氯化炉中,在高温下通入Cl2反应,制得混有SiCl4杂质的TiCl4.
②将SiCl4分离,得到纯净的TiCl4.
③在TiCl4中加水、加热,水解得到沉淀TiO2•xH2O.
④TiO2•xH2O高温分解得到TiO2.
(1)根据资料卡片中信息判断,TiCl4与SiCl4在常温下的状态是______,分离二者所采取的操作名称是______.
(2)③中反应的化学方程式是______.
(3)若④在实验室完成,应将TiO2•xH2O放在______(填仪器名称)中加热(图1).
Ⅱ.据报道:能“吃废气”的“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2,TiO2受太阳光照射后,产生的电子被空气或水中的氧获得,生成H2O2,其过程大致如下:
a.O2-→2O b.O+H2O-→2OH c.OH+OH-→H2O2
(4)b中破坏的是______(填“极性共价键”或“非极性共价键”).
(5)H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等,主要是利用了H2O2的______(填“氧化性”或“还原性”).
Ⅲ.某研究性学习小组用下列装置模拟“生态马路”清除CO的原理(图2).(夹持装置已略去)
(6)若缓慢通入22.4L(已折算成标准状况)CO气体,结果NaOH溶液增重16.5g,则CO的转化率为______.
(7)当CO气体全部通入后,还要通一会儿空气,其目的是______.
正确答案
液态
蒸馏
TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl
坩埚
极性共价键
氧化性
37.5%
将残留在装置中的CO2气体排出,被NaOH溶液吸收,减小误差
解析
解:(1)根据资料卡片中的TiCl4与SiCl4熔点、沸点可知,TiCl4与SiCl4在常温下的状态是液态;分离沸点相差较大的互溶液体常采取蒸馏方法.
故答案为:液态;蒸馏.
(2)由信息可知TiCl4与水在加热条件下,水解得到沉淀TiO2•xH2O与HCl,反应方程式为TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl.
故答案为:TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl.
(3)烧杯与蒸发皿通常进行液态加热,高温分解固体物质常在坩埚中进行.
故答案为:坩埚.
(4)由O+H2O→2OH,可知水中O-H键断裂,O-H键属于极性共价键.
故答案为:极性共价键.
(5)CxHy、CO等具有还原性,H2O2具有强氧化性,H2O2能氧化CxHy、CO等,清除路面空气中的CxHy、CO等.
故答案为:氧化性.
(6)22.4L(已折算成标准状况)CO气体的物质的量为=1mol,NaOH溶液增重16.5g为吸收的CO2质量,根据碳元素守恒可知,转化率的CO的物质的量等于CO2的物质的量为
=
mol,所以CO的转化率为
×100%=37.5%.
故答案为:37.5%.
(7)装置中有残留的CO2气体,通一会儿空气,将残留在装置中的CO2气体排出,被NaOH溶液吸收,减小误差.
故答案为:将残留在装置中的CO2气体排出,被NaOH溶液吸收,减小误差.
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得:Na2SO3+SNa2S2O3.常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3•5H2O.Na2S2O3•5H2O于40~45℃熔化,48℃分解;Na2S2O3 易溶于水,不溶于乙醇.在水中有关物质的溶解度曲线如图1所示.
Ⅰ.现按如下方法制备Na2S2O3•5H2O:
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中,注入150mL蒸馏水使其溶解,在分液漏斗中,注入浓盐酸,在装置2中加入亚硫酸钠固体,并按上右图安装好装置.打开分液漏斗活塞,注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力搅拌器搅动并加热,反应原理为:
①Na2CO3+SO2═Na2SO3+CO2
②Na2S+SO2+H2O═Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2═3S↓+2H2O
④Na2SO3+SNa2S2O3
总反应为:2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2
(1)仪器2的名称为______.
(2)装置6中可放入______.
A.BaCl2溶液 B.浓H2SO4 C.酸性KMnO4溶液 D.NaOH溶液分离Na2S2O3•5H2O:
热的反应混合液滤液
粗晶体
(3)为减少产品的损失,操作①为______,操作②是抽滤洗涤干燥,其中洗涤操作是用______(填试剂)作洗涤剂.
(4)蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止,蒸发时控制温度不宜过高的原因是______.
Ⅱ.Na2S2O3性质的检验及其应用
(1)向足量的新制氯水中滴加Na2S2O3溶液,氯水颜色变浅,写出该反应的离子方程式______.
(2)常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度,步骤如下:取废水25.00mL,控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤、洗涤后,用适量稀盐酸溶解,此时CrO42-全部转化为Cr2O72-;再加过量KI溶液,充分反应后得混合溶液V mL,将其平均分成4等份,加入淀粉溶液作指示剂,用0.0010mol•L-1 的Na2S2O3溶液进行滴定,反应完全时,相关数据记录如下表所示:
部分反应离子方程式为:①Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O ②2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
则判断达到滴定终点的现象是______;废水中Ba2+的物质的量浓度为______.
正确答案
解:(1)根据图示装置可知,仪器2的名称为蒸馏烧瓶;故答案为:蒸馏烧瓶;
(2)装置6是尾气吸收装置主要吸收二氧化硫污染性气体,选项中酸性KMnO4溶液具有氧化性,能氧化二氧化硫生成硫酸吸收,氢氧化钠溶液和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,能吸收二氧化硫,而浓硫酸、氯化钡与二氧化硫不反应,不能吸收二氧化硫,所以CD正确,
故答案为:CD;
(3)常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3•5H2O,Na2S2O3•5H2O于40~45℃熔化,为了避免析出Na2S2O3•5H2O导致产率降低,所以操作①过滤出活性炭时需要趁热过滤;
洗涤晶体时为减少晶体损失,减少Na2S2O3•5H2O的溶解,依据Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇的性质选择乙醇洗涤,且洗涤后乙醇易挥发,不引入新的杂质,
故答案为:趁热过滤;乙醇;
(4)由于Na2S2O3•5H2O于40~45℃熔化,48℃分解,所以蒸发时温度过高会导致析出的晶体分解,降低了产率,
故答案为:温度过高会导致析出的晶体分解;
Ⅱ.(1)根据氧化还原反应的实质得失电子守恒,S2O32-→2SO42-~8e-,Cl2→2CI-~2e-,所以4molCl2氧化1molS2O32-,得到8molCl-和2molSO42-,根据电荷守恒,生成物中应有10molH+,根据原子守恒反应物中应有5molH2O,离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+,故答案为:S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+;
(2)依据标定的原理可知,生成的碘单质遇到淀粉变蓝,用硫代硫酸钠滴定当蓝色褪去半分钟不变化,说明反应达到终点,所以滴定终点的现象为:加入最后一滴Na2S2O3标准溶液后,蓝色消失,且半分钟内颜色不改变;
溶液中发生的反应为:2Ba2++Cr2O72-=2BaCrO4+2H+; Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O; I2+2S2O32-=2I-+S4O62-;
根据方程式列出各物质的关系为Ba2+~BaCrO4~Cr2O72-~
I2~3S2O32-
1mol 3mol
则n(Ba2+)=3n(S2O32-)=×0.0010mol•L-1×18.00×10-3 L=6×10-6mol
所以c(Ba2+)═=0.00024mol•L-1;
故答案为:加入最后一滴Na2S2O3标准溶液后,蓝色消失,且半分钟内颜色不改变; 0.00024mol•L-1.
解析
解:(1)根据图示装置可知,仪器2的名称为蒸馏烧瓶;故答案为:蒸馏烧瓶;
(2)装置6是尾气吸收装置主要吸收二氧化硫污染性气体,选项中酸性KMnO4溶液具有氧化性,能氧化二氧化硫生成硫酸吸收,氢氧化钠溶液和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,能吸收二氧化硫,而浓硫酸、氯化钡与二氧化硫不反应,不能吸收二氧化硫,所以CD正确,
故答案为:CD;
(3)常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3•5H2O,Na2S2O3•5H2O于40~45℃熔化,为了避免析出Na2S2O3•5H2O导致产率降低,所以操作①过滤出活性炭时需要趁热过滤;
洗涤晶体时为减少晶体损失,减少Na2S2O3•5H2O的溶解,依据Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇的性质选择乙醇洗涤,且洗涤后乙醇易挥发,不引入新的杂质,
故答案为:趁热过滤;乙醇;
(4)由于Na2S2O3•5H2O于40~45℃熔化,48℃分解,所以蒸发时温度过高会导致析出的晶体分解,降低了产率,
故答案为:温度过高会导致析出的晶体分解;
Ⅱ.(1)根据氧化还原反应的实质得失电子守恒,S2O32-→2SO42-~8e-,Cl2→2CI-~2e-,所以4molCl2氧化1molS2O32-,得到8molCl-和2molSO42-,根据电荷守恒,生成物中应有10molH+,根据原子守恒反应物中应有5molH2O,离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+,故答案为:S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+;
(2)依据标定的原理可知,生成的碘单质遇到淀粉变蓝,用硫代硫酸钠滴定当蓝色褪去半分钟不变化,说明反应达到终点,所以滴定终点的现象为:加入最后一滴Na2S2O3标准溶液后,蓝色消失,且半分钟内颜色不改变;
溶液中发生的反应为:2Ba2++Cr2O72-=2BaCrO4+2H+; Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O; I2+2S2O32-=2I-+S4O62-;
根据方程式列出各物质的关系为Ba2+~BaCrO4~Cr2O72-~
I2~3S2O32-
1mol 3mol
则n(Ba2+)=3n(S2O32-)=×0.0010mol•L-1×18.00×10-3 L=6×10-6mol
所以c(Ba2+)═=0.00024mol•L-1;
故答案为:加入最后一滴Na2S2O3标准溶液后,蓝色消失,且半分钟内颜色不改变; 0.00024mol•L-1.
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