- 氢氧化铝的制备
- 共1080题
实验室制备溴乙烷（沸点为38.4℃）的装置和步骤如下：
①按右图所示连接仪器，检查装置的气密性，然后向U形管和大烧杯里加入冰水；②在圆底烧瓶中加入10mL95%乙醇、28mL浓硫酸，然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片；③小火加热，使其充分反应．
试回答下列问题：
（1）反应时若温度过高可看到有红棕色气体产生，该气体的化学式为______．
（2）为了更好的控制反应温度，除用图示的小火加热，更好的加热方式是______．
（3）反应结束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黄色．将U形管中的混合物倒入分液漏斗中，静置，待液体分层后，分液，取______（填“上层”或“下层”）液体．为了除去其中的杂质，可选择下列试剂中的______（填序号）．
A．Na2SO3溶液 B．H2O C．NaOH溶液 D．CCl4
（4）要进一步制得纯净的C2H5Br，可再用水洗，然后加入无水CaCl2干燥，再进行______（填操作名称）．
（5）下列几项实验步骤，可用于检验溴乙烷中的溴元素，其正确的操作顺序是：取少量溴乙烷，然后______（填序号）．
①加热 ②加入AgNO3溶液 ③加入稀HNO3酸化 ④加入NaOH溶液 ⑤冷却．
正确答案
Br2
水浴加热
下层
A
蒸馏
④①⑤③②
解析
解：（1）由于浓硫酸具有强氧化性，能氧化Br-，会有溴生成，化学式为Br2，故答案为：Br2；
（2）可以利用水浴加热来控制反应温度，故答案为：水浴加热；
（3）由于溴乙烷密度大于水的密度，故溴乙烷应该在下层；粗制的C2H5Br呈棕黄色，说明含有单质溴杂质，则
A．Na2SO3与溴发生氧化还原反应，Na2SO3可除去溴，故A正确；
B．溴在溴乙烷中的溶解度比在水中大，加水难以除去溴乙烷中的溴，故B错误；
C．氢氧化钠溶液显示碱性，可以除去杂质溴，但溴乙烷也会在此溶液里发生水解反应，故C错误；
D．溴和溴乙烷都能溶于四氯化碳，不能将二者分离，故D错误；
故答案为：下层；A；
（4）溴乙烷的沸点是38.4℃，故采用蒸馏操作分离，故答案为：蒸馏；
（5）检验溴乙烷中溴元素，应在碱性条件下水解，最后加入硝酸酸化，加入硝酸银，观察是否有黄色沉淀生成，所以操作顺序为④①⑤③②，
故答案为：④①⑤③②．
某课外活动小组同学利用如图甲装置（固定装置略去）测定[Mg2Al（OH）4Cl•XH2O]的化学式，[Mg2Al（OH）4Cl•XH2O]高温下分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气．
（1）装置连接后首先进行的操作是______．
（2）将一定质量的[Mg2Al（OH）4Cl•xH2O]放在加热装置中充分加热，冷却后称量剩余固体的质量是131g，则其中MgO的质量是______g．
（3）若只通过测定装置C、D的增重来确定x，加热前先通过N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2．
①装置的连接顺序为a→______（用接口处的小写字母表示）．
②实验过程中装置C吸收HCl气体，没有用如图乙所示防倒吸装置的理由是______．
③完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g，则x=______．
（4）下列实验方案也能测定x值的是______，并且对不选方案说明不合理的理由：______（若两个方案都选，此问就不作答）．
方案1：测定加热装置剩余固体的质量和装置D增重的质量
方案2：测定加热装置剩余固体的质量和装置C增重的质量．
正确答案
对装置进行气密性检验
80
e-d-b
实验过程中持续通入N2，没有必要用如图所示防倒吸装置
3
方案1
由加热装置剩余固体的质量可计算装置C增重的质量，与x的大小没有关系，因此方案2是不合理的
解析
解：（1）根据题给信息：[Mg2Al（OH）6Cl•xH2O]高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气，其化学方程式为：2[Mg2Al（OH）6Cl•xH2O]
故答案为：对装置进行气密性检验；
（2）[Mg2Al（OH）4Cl•XH2O]高温分解：2[Mg2Al（OH）6Cl•xH2O]
故答案为：80；
（3）①装置C的作用是吸收反应生成的HCl气体，装置D的作用是吸收水蒸气，应该首先通过D装置吸收水蒸气，后通过C装置吸收HCl；将气体通过洗气瓶进行洗气时，应该从长导管一侧通入气体，让气体与溶液充分接触反应，故其连接顺序是a→e→d→b；
故答案为：e→d→b；
②虽氯化氢极易溶于水，但加热后的装置中含有残留的HCl和水蒸气，为了避免引起实验误差，保证反应产生的气体全部被装置C、D吸收，所以要通入N2排出装置内残留的气体，同时也是为了防止产生倒吸，所以没有必要用如图所示防倒吸装置，
故答案为：实验过程中持续通入N2，没有必要用如图所示防倒吸装置；
③2[Mg2Al（OH）6Cl•xH2O]
73 18×（5+2x）
3.65g 9.90g 解得x=3，
故答案为：3；
（4）2[Mg2Al（OH）6Cl•xH2O]
故答案为：方案1；由加热装置剩余固体的质量可计算装置C增重的质量，与x的大小没有关系，因此方案2是不合理的．
硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛．
已知：硼镁矿主要成分为Mg2B2O5•H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O．利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为：
回答下列有关问题：
（1）硼砂中B的化合价为______，溶于热水后，常用H2SO4调pH2～3制取H3BO3，反应的离子方程式为______．X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg制取粗硼的化学方程式为______．
（2）MgCl2•7H2O需要在HCl氛围中加热，其目的是______．若用惰性电极电解MgCl2溶液，其阴极反应式为______．
（3）镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+═Mg2++2H2O，则正极反应式为______．若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时溶液中Mg2+离子浓度为______．已知Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，当溶液pH=6时，______（填“有”或“没有”）Mg（OH）2沉淀析出．
（4）制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼．现将0.020g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30mol•L-1 Na2S2O3（H2S2O3为弱酸）溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00mL．盛装Na2S2O3溶液的仪器应为______滴定管（填“酸式”或“碱式”）．该粗硼样品的纯度为______．（提示：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）
正确答案
解：（1）硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O，钠元素化合价为+1价，氧元素化合价-2价，依据化合价代数和计算得到硼元素化合价为+3价；用H2SO4调pH2～3，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3 ，反应的离子方程式为：B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3，X为H3BO3晶体加热脱水的产物判断为B2O3，与Mg反应生成粗硼和氧化镁，反应的化学方程式为3Mg+B2O3
故答案为：+3；B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3；3Mg+B2O3
（2）MgCl2•7H2O需要在HCl氛围中加热，是为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁；若用惰性电极电解MgCl2溶液，阴极氢离子得到电子生成氢气，水的电离平衡破坏，水电离生成氢氧根离子浓度增大，和镁离子形成氢氧化镁沉淀，合并写出阴极反应式为：2H2O+Mg2++2e-=H2↑+Mg（OH）2↓；
故答案为：防止MgCl2水解生成Mg（OH）2；2H2O+Mg2++2e-=H2↑+Mg（OH）2↓；
（3）镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+═Mg2++2H2O，正极上是过氧化氢得到电子生成水的反应，正极反应式H2O2+2H++2e-=2H2O；若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时溶液中，氢离子浓度减小0.1mol/L-0.01mol/L=0.09mol/L，依据反应方程式得到Mg2+离子浓度=0.045mol/L；Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，当溶液pH=6时，c（OH-）=10-8mol/L，则Qc=c（Mg2+）×c2（OH-）=0.045mol/L×10-16mol/L=4.5×10-18＜Ksp[Mg（OH）2]，说明无氢氧化镁沉淀生成；
故答案为：H2O2+2H++2e-=2H2O；0.045 mol•L-1；没有；
（4）硫代硫酸钠溶液呈碱性，选择碱式滴定管；硫代硫酸钠的物质的量为：0.30mol/L×0.018L=0.0054mol，根据关系式：B～BI3～
硼的质量为：11g/mol×0.0018mol=0.0198g，粗硼中硼的含量为：
故答案为：碱式；99%．
解析
解：（1）硼砂的化学式为Na2B4O7•10H2O，钠元素化合价为+1价，氧元素化合价-2价，依据化合价代数和计算得到硼元素化合价为+3价；用H2SO4调pH2～3，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3 ，反应的离子方程式为：B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3，X为H3BO3晶体加热脱水的产物判断为B2O3，与Mg反应生成粗硼和氧化镁，反应的化学方程式为3Mg+B2O3
故答案为：+3；B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3；3Mg+B2O3
（2）MgCl2•7H2O需要在HCl氛围中加热，是为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁；若用惰性电极电解MgCl2溶液，阴极氢离子得到电子生成氢气，水的电离平衡破坏，水电离生成氢氧根离子浓度增大，和镁离子形成氢氧化镁沉淀，合并写出阴极反应式为：2H2O+Mg2++2e-=H2↑+Mg（OH）2↓；
故答案为：防止MgCl2水解生成Mg（OH）2；2H2O+Mg2++2e-=H2↑+Mg（OH）2↓；
（3）镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+═Mg2++2H2O，正极上是过氧化氢得到电子生成水的反应，正极反应式H2O2+2H++2e-=2H2O；若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时溶液中，氢离子浓度减小0.1mol/L-0.01mol/L=0.09mol/L，依据反应方程式得到Mg2+离子浓度=0.045mol/L；Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，当溶液pH=6时，c（OH-）=10-8mol/L，则Qc=c（Mg2+）×c2（OH-）=0.045mol/L×10-16mol/L=4.5×10-18＜Ksp[Mg（OH）2]，说明无氢氧化镁沉淀生成；
故答案为：H2O2+2H++2e-=2H2O；0.045 mol•L-1；没有；
（4）硫代硫酸钠溶液呈碱性，选择碱式滴定管；硫代硫酸钠的物质的量为：0.30mol/L×0.018L=0.0054mol，根据关系式：B～BI3～
硼的质量为：11g/mol×0.0018mol=0.0198g，粗硼中硼的含量为：
故答案为：碱式；99%．
苯甲酸甲酯是一种重要的香料．其合成装置为：
①反应原理为：
②反应物和产物的部分数据资料如下表表示：
③实验步骤如下：
步骤一：在图甲所示装置中干燥的圆底烧瓶内加入12.20g苯甲醇和12.10g甲醇．边缓缓摇动边加入3mL浓硫酸，再加上几粒固体X，装上冷凝管，加热．
步骤二：取下如图甲所示装置中的冷却管，在烧瓶上安装如图乙所示的装置，利用热水溶加热烧瓶；一段时间后，冷却，将烧瓶中溶液倒入分瓶漏斗中，先用水洗涤，再用浓硫酸钠溶液洗涤即得粗苯甲酸甲酯．
步骤三：将粗苯甲酸甲酯重新加入如图乙所示装置中，收集一定温度下的馏分，即得纯净的甲苯酸甲酯，质量为8.84g．
回答下列问题：
（1）步骤一中加入固体X的作用是防止暴沸，x的名称是______．
（2）图甲所示装置中仪器a的作用是______．
（3）图乙所示装置中仪器C的名称是______，仪器D的名称是______．
（4）步骤二中热水浴的目的是______，在分液漏斗中用水洗涤的目的是______，用浓硫酸钠溶液洗涤的目的是______．
（5）步骤三中收集的馏分温度范围为______（填正确答案标号）
a、63℃-66℃b、197℃-198℃c、248℃-250℃d、＞250℃
（6）本实验中苯甲酸甲酯的产率为______．
正确答案
解：（1）步骤一中加入固体碎瓷片的作用是防止暴沸，故答案为：碎瓷片；
（2）有机物易挥发，图甲所示装置中仪器a的作用是冷凝回流，故答案为：冷凝回流；
（3）图乙所示装置中仪器C是冷凝管，仪器D是锥形瓶，
故答案为：冷凝管；锥形瓶；
（4）步骤二中热水浴的目的是控制温度，以蒸出产品；在分液漏斗中用水洗涤可以洗去易溶于水的甲醇；用浓硫酸钠溶液洗涤，洗去苯甲酸甲酯中过量的酸；故答案为：控制温度，以蒸出产品；洗去易溶于水的甲醇；洗去苯甲酸甲酯中过量的酸；
（5）操作2采取蒸馏的方法，将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离，由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分，故应控制温度199.6℃，
故答案为：b；
（6）12.20g苯甲酸的物质的量为
则：C7H6O2～C8H8O2
122 136
12.2g x
所以，x=13.6g，则苯甲酸甲酯的产率为
故答案为：65%．
解析
解：（1）步骤一中加入固体碎瓷片的作用是防止暴沸，故答案为：碎瓷片；
（2）有机物易挥发，图甲所示装置中仪器a的作用是冷凝回流，故答案为：冷凝回流；
（3）图乙所示装置中仪器C是冷凝管，仪器D是锥形瓶，
故答案为：冷凝管；锥形瓶；
（4）步骤二中热水浴的目的是控制温度，以蒸出产品；在分液漏斗中用水洗涤可以洗去易溶于水的甲醇；用浓硫酸钠溶液洗涤，洗去苯甲酸甲酯中过量的酸；故答案为：控制温度，以蒸出产品；洗去易溶于水的甲醇；洗去苯甲酸甲酯中过量的酸；
（5）操作2采取蒸馏的方法，将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离，由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分，故应控制温度199.6℃，
故答案为：b；
（6）12.20g苯甲酸的物质的量为
则：C7H6O2～C8H8O2
122 136
12.2g x
所以，x=13.6g，则苯甲酸甲酯的产率为
故答案为：65%．
某盐卤矿抽出的废液中含有大量的K+、Cl-、Br-，及少量的Ca2+、Mg2+、SO42-．某研究性学习小组拟取该废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br2），他们设计了如下流程：
现有可供选择的a、b试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba（NO3）2溶液、H2O2、KMnO4（H+）溶液、稀HNO3．请根据以上流程，回答相关问题：
（1）试剂a应选______，该反应在酸性环境中完成，其离子方程式为______．
（2）操作①、②、③、④、⑤的名称依次为______（选填字母）．
A．萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶 B．萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶
C．分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶 D．萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶
（3）操作⑤中用到的瓷质仪器名称是______．
（4）选出除去无色液体I中Ca2+、Mg2+、SO42-离子所需的试剂，按滴加顺序依次为______（填化学式）．
（5）调节pH的作用是______．
正确答案
解：（1）废液中含有Br-，要转化为Br2，要加入氧化剂，不能引入新的杂质，所以试剂a是H2O2；在酸性条件下，H2O2与Br-反应生成溴单质和水，其离子方程式为：H2O2+2Br-+2H+=Br2+2H2O，故答案为：H2O2；H2O2+2Br-+2H+=Br2+2H2O；
（2）加入CCl4的目的是萃取；紧接着萃取后的操作是将有机层与水层分开，叫做分液；从含有溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴的操作，是将两种相互混溶的液体进行分离的操作，叫做蒸馏；操作④完成后得到固体A和无色液体I，分离固体和液体的操作是过滤；操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体，是蒸发结晶；所以操作①、②、③、④、⑤的名称依次为萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶；故答案为：D；
（3）操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体，是蒸发结晶，用蒸发皿，故答案为：蒸发皿；
（4）用KOH溶液与Ca2+、Mg2+反应生成Ca（OH）2、Mg（OH）2，除去Mg2+和大部分Ca2+，用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去Ba2+，最后用饱和的K2CO3除去余下的少量Ca2+和后来加入的Ba2+，此处不能选用Na2CO3溶液，否则会引入新的Na+，K2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前，否则会引入Ba2+；所以所需的试剂按滴加顺序依次为：
BaCl2、KOH、K2CO3；由于加入的KOH、K2CO3是过量的，所以要调节PH除去多余的OH-、CO32-；
故答案为：BaCl2、KOH、K2CO3；除去过量的OH-、CO32-．
解析
解：（1）废液中含有Br-，要转化为Br2，要加入氧化剂，不能引入新的杂质，所以试剂a是H2O2；在酸性条件下，H2O2与Br-反应生成溴单质和水，其离子方程式为：H2O2+2Br-+2H+=Br2+2H2O，故答案为：H2O2；H2O2+2Br-+2H+=Br2+2H2O；
（2）加入CCl4的目的是萃取；紧接着萃取后的操作是将有机层与水层分开，叫做分液；从含有溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴的操作，是将两种相互混溶的液体进行分离的操作，叫做蒸馏；操作④完成后得到固体A和无色液体I，分离固体和液体的操作是过滤；操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体，是蒸发结晶；所以操作①、②、③、④、⑤的名称依次为萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶；故答案为：D；
（3）操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体，是蒸发结晶，用蒸发皿，故答案为：蒸发皿；
（4）用KOH溶液与Ca2+、Mg2+反应生成Ca（OH）2、Mg（OH）2，除去Mg2+和大部分Ca2+，用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去Ba2+，最后用饱和的K2CO3除去余下的少量Ca2+和后来加入的Ba2+，此处不能选用Na2CO3溶液，否则会引入新的Na+，K2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前，否则会引入Ba2+；所以所需的试剂按滴加顺序依次为：
BaCl2、KOH、K2CO3；由于加入的KOH、K2CO3是过量的，所以要调节PH除去多余的OH-、CO32-；
故答案为：BaCl2、KOH、K2CO3；除去过量的OH-、CO32-．
扫码查看完整答案与解析