- 氢氧化铝的制备
- 共1080题
苯甲酸是一种化工原料，常用作制药和染料的中间体，也用于制取增塑剂和香料等．实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如下：反应过程：
反应试剂、产物、副产物的物理常数：
注释：[1]100℃左右开始升华．
[2]苯甲酸在100g水中的溶解度为4℃，0.18g；18℃，0.27g；75℃，2.2g．
按下列合成步骤回答问题：
Ⅰ．苯甲酸制备：按如图在250mL三颈瓶中放入2.7mL，甲苯和100mL水，控制100℃机械搅
分批加入8.5g高锰酸钾，继续搅拌约需4～5h，静置发现不再出现______现象时，停止反应．装置a的作用是______．
写出并配平该反应化学方程式：
Ⅱ．分离提纯：
（1）除杂．将反应混合物加入一定量亚硫酸氢钠溶液充分反应，此时反应离子方程式为：______、______．还可用______有机化合物代替亚硫酸氢钠（填写名称）．
（2）过滤洗涤．其目的是______．
（3）苯甲酸生成．合并实验（2）滤液和洗涤液，放在冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化，至苯甲酸全部析出．将析出的苯甲酸减压过滤，得到滤液A和沉淀物B．沉淀物B用少量冷水洗涤，挤压去水分，把制得的苯甲酸放在沸水浴上干燥，得到粗产品C．
（4）粗产品提纯．将粗产品C进一步提纯，可用下列______操作（填入正确选项前的字母）．
A．萃取分液 B．重结晶 C．蒸馏 D．升华
Ⅲ．产品纯度测定：称取1.220g产品，配成100mL乙醇溶液，移取25.00mL溶液于锥形瓶，滴加2～3滴______（填写“甲基橙”或“酚酞”）．然后用标准浓度KOH溶液滴定，消耗KOH溶质的物质的量为2.40×10-3mol．产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为______，计算结果为______（保留两位有效数字）．
正确答案
解：I．（1）甲苯不溶于水会分层，反应生成的苯甲酸钾易溶于水，所以反应后的混合溶液不再分层，说明甲苯完全反应；装置a能冷凝回流水蒸汽、甲苯蒸汽，防止甲苯的挥发而降低产品产率；甲苯与高锰酸钾反应生成苯甲酸钾、二氧化锰、水和氢氧化钾，反应方程式为：
故答案为：分层；将甲苯和水冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率；2；2；1KOH；
II．（1）亚硫酸氢钠均有还原性，能还原高锰酸钾生成二氧化锰、硫酸钾和水，其反应的离子方程式为：OH-+HSO3-=SO32-+H2O、2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2↓+3SO42-+2OH-，亚硫酸氢钠具有还原性，可以用乙二酸或者乙二酸钠代替，
故答案为：OH-+HSO3-=SO32-+H2O、2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2↓+3SO42-+2OH-；乙二酸或者乙二酸钠；
（2）反应后的混合物中含有二氧化锰固体，过滤除去难溶性的二氧化锰，
故答案为：除去二氧化锰并回收二氧化锰表面附着的产品；
（4）苯甲酸中的杂质为氯化钾，苯甲酸易升华，KCl的熔沸点很高，不升华，所以提纯含有氯化钾的苯甲酸可以采用升华的方法；苯甲酸在水中的溶解度受温度影响较大，可以采用重结晶的方法提纯苯甲酸；
故答案为：BD；
III．苯甲酸与氢氧化钾反应生成苯甲酸钾，苯甲酸钾水解显碱性，应该用在碱性条件下变色的指示剂，所以选用酚酞作指示剂；
n（KOH）=cV=0.1000mol•L-1 ×0.024L=0.0024mol，苯甲酸与氢氧化钾等物质的量恰好反应，则n（苯甲酸）=0.0024mol，
则其总质量为0.0024mol×122g/mol×
故答案为：酚酞；
解析
解：I．（1）甲苯不溶于水会分层，反应生成的苯甲酸钾易溶于水，所以反应后的混合溶液不再分层，说明甲苯完全反应；装置a能冷凝回流水蒸汽、甲苯蒸汽，防止甲苯的挥发而降低产品产率；甲苯与高锰酸钾反应生成苯甲酸钾、二氧化锰、水和氢氧化钾，反应方程式为：
故答案为：分层；将甲苯和水冷凝回流，防止甲苯的挥发而降低产品产率；2；2；1KOH；
II．（1）亚硫酸氢钠均有还原性，能还原高锰酸钾生成二氧化锰、硫酸钾和水，其反应的离子方程式为：OH-+HSO3-=SO32-+H2O、2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2↓+3SO42-+2OH-，亚硫酸氢钠具有还原性，可以用乙二酸或者乙二酸钠代替，
故答案为：OH-+HSO3-=SO32-+H2O、2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2↓+3SO42-+2OH-；乙二酸或者乙二酸钠；
（2）反应后的混合物中含有二氧化锰固体，过滤除去难溶性的二氧化锰，
故答案为：除去二氧化锰并回收二氧化锰表面附着的产品；
（4）苯甲酸中的杂质为氯化钾，苯甲酸易升华，KCl的熔沸点很高，不升华，所以提纯含有氯化钾的苯甲酸可以采用升华的方法；苯甲酸在水中的溶解度受温度影响较大，可以采用重结晶的方法提纯苯甲酸；
故答案为：BD；
III．苯甲酸与氢氧化钾反应生成苯甲酸钾，苯甲酸钾水解显碱性，应该用在碱性条件下变色的指示剂，所以选用酚酞作指示剂；
n（KOH）=cV=0.1000mol•L-1 ×0.024L=0.0024mol，苯甲酸与氢氧化钾等物质的量恰好反应，则n（苯甲酸）=0.0024mol，
则其总质量为0.0024mol×122g/mol×
故答案为：酚酞；
硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料．工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：
（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是______．
（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
______Fe（OH）2+______+______═______Fe（OH）3+______Cl-
（3）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是______．
（4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为______．
（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是______（选填序号）．
a．大理石粉 b．石灰乳 c．纯碱溶液 d．烧碱溶液
（6）“滤液4”之后的操作依次为______、______、过滤，洗涤，干燥．
（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于______．
正确答案
解：（1）将菱锌矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积，使得反应更加充分，
故答案为：增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分；
（2）流程中“氧化除铁”是加入漂白粉，方程式后面产物中又有氯离子，可知氧化剂是ClO-，观察方程式前后可以推出还要加入水分子，
故答案为：2Fe（OH）2+ClO-+H2O═2Fe（OH）3+Cl-；
（3）化学式量为89，组成元素是Fe、O、H，其中铁的相对原子量为56，扣掉56剩下33，化学式中只能含有2个氧原子和1个氢原子，所以可能的组成为FeO（OH），
故答案为：FeO（OH）（或其它合理答案）；
（4）调节滤液2的PH要想生成Zn（OH）2沉淀而不生成Mg（OH）2，必须知道Mg（OH）2开始沉淀时的pH、Zn（OH）2开始沉淀时的pH，Mg（OH）2沉淀完全时的pH、Zn（OH）2沉淀完全时的pH，pH应介于8.0≤pH＜10.4，
故答案为：8.0≤pH＜10.4；
（5）从“滤液3”制取MgO过程中，应先生成Mg（OH）2，溶液碱性应较强，bd符合，而纯碱溶液水解呈碱性，碱性较弱，故答案为：bd；
（6）“滤液4”之后的操作目的是得到纯净的固体，应将溶液蒸发、结晶、过滤后洗涤并干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（7）设碳酸锌的质量为m，利用关系式法计算：
ZnCO3----ZnO
125 81
m m2
ZnCO3 的质量为
ZnCO3 的质量分数为
故答案为：
解析
解：（1）将菱锌矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积，使得反应更加充分，
故答案为：增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分；
（2）流程中“氧化除铁”是加入漂白粉，方程式后面产物中又有氯离子，可知氧化剂是ClO-，观察方程式前后可以推出还要加入水分子，
故答案为：2Fe（OH）2+ClO-+H2O═2Fe（OH）3+Cl-；
（3）化学式量为89，组成元素是Fe、O、H，其中铁的相对原子量为56，扣掉56剩下33，化学式中只能含有2个氧原子和1个氢原子，所以可能的组成为FeO（OH），
故答案为：FeO（OH）（或其它合理答案）；
（4）调节滤液2的PH要想生成Zn（OH）2沉淀而不生成Mg（OH）2，必须知道Mg（OH）2开始沉淀时的pH、Zn（OH）2开始沉淀时的pH，Mg（OH）2沉淀完全时的pH、Zn（OH）2沉淀完全时的pH，pH应介于8.0≤pH＜10.4，
故答案为：8.0≤pH＜10.4；
（5）从“滤液3”制取MgO过程中，应先生成Mg（OH）2，溶液碱性应较强，bd符合，而纯碱溶液水解呈碱性，碱性较弱，故答案为：bd；
（6）“滤液4”之后的操作目的是得到纯净的固体，应将溶液蒸发、结晶、过滤后洗涤并干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（7）设碳酸锌的质量为m，利用关系式法计算：
ZnCO3----ZnO
125 81
m m2
ZnCO3 的质量为
ZnCO3 的质量分数为
故答案为：
氮化铝（AlN）是一种新型无机材料，广泛应用于集成电路生产领域．某化学研究小组设计下图实验装置欲制取氮化铝，应用的化学反应为：Al2O3+3C+N2
试回答：
（1）实验中用饱和NaNO2与 NH4Cl溶液制取氮气的化学方程式为______．
（2）装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A的作用是______（填写序号）．
a．防止NaNO2饱和溶液蒸发 b．保证实验装置不漏气 c．使NaNO2饱和溶液容易滴下
（3）按图连接好实验装置后的下一步操作是______．
（4）有同学认为上述实验装置存在一些不足，请指出其中一个______．
（5）反应结束后，某同学用右图装置进行实验来测定氮化铝样品的质量分数（实验中导管体积忽略不计）．已知：氮化铝和NaOH溶液反应生成Na[Al（OH）4]和氨气．
①广口瓶中的试剂X最好选用______（填写序号）．
a．汽油 b．酒精 c．植物油 d．CCl4
②广口瓶中的液体没有装满（上方留有空间），则实验测得NH3的体积将______（填“偏大”、“偏小”、“不变”）．
③若实验中称取氮化铝样品的质量为10.0g，测得氨气的体积3.36L（标准状况），则样品中AlN的质量分数为______（保留3位有效数字）．
正确答案
解：（1）饱和NaNO2与 NH4Cl溶液反应生成氯化钠、氮气和水，反应为NaNO2+NH4Cl
故答案为：NaNO2+NH4Cl
（2）装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A具有平衡气压的作用，这样可以保证NaNO2饱和溶液容易滴下，
故选c；
（3）制备氮化铝通过Al2O3+3C+N2
故答案为：检查装置的气密性；
（4）CO有毒，实验必须对有毒气体进行尾气处理，应在干燥管D末端连接一个尾气处理装置，防止空气污染，所以实验装置存在不足为没有尾气处理装置，
故答案为：没有尾气处理装置；
（5）①酒精、汽油虽然都不能与氨气发生反应，但它们却都极易挥发，挥发出来的气体对实验有影响而且挥发完后不能再起到隔离氨气与水接触的作用；同时由于酒精易溶于水，也不能达到隔离的目的；CCl4密度大于水，不能起到隔离作用，而植物油既不溶于水，密度小于水也不易挥发，可以把氨气与水进行隔离，
故答案为：C；
②本次实验的目的在于测定产生气体的体积而不是收集纯净的气体，因此，把最后空间中充入的氨气当成开始时的空气即可，不会对测量结果产生影响，
故答案为：不变；
③氨气的体积为3.36L（标准状况），物质的量是0.15mol，所以氮化铝的物质的量是0.15mol，质量是0.15mol×41g/mol=6.15g，所以氮化铝的质量分数为
故答案为：61.5%．
解析
解：（1）饱和NaNO2与 NH4Cl溶液反应生成氯化钠、氮气和水，反应为NaNO2+NH4Cl
故答案为：NaNO2+NH4Cl
（2）装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A具有平衡气压的作用，这样可以保证NaNO2饱和溶液容易滴下，
故选c；
（3）制备氮化铝通过Al2O3+3C+N2
故答案为：检查装置的气密性；
（4）CO有毒，实验必须对有毒气体进行尾气处理，应在干燥管D末端连接一个尾气处理装置，防止空气污染，所以实验装置存在不足为没有尾气处理装置，
故答案为：没有尾气处理装置；
（5）①酒精、汽油虽然都不能与氨气发生反应，但它们却都极易挥发，挥发出来的气体对实验有影响而且挥发完后不能再起到隔离氨气与水接触的作用；同时由于酒精易溶于水，也不能达到隔离的目的；CCl4密度大于水，不能起到隔离作用，而植物油既不溶于水，密度小于水也不易挥发，可以把氨气与水进行隔离，
故答案为：C；
②本次实验的目的在于测定产生气体的体积而不是收集纯净的气体，因此，把最后空间中充入的氨气当成开始时的空气即可，不会对测量结果产生影响，
故答案为：不变；
③氨气的体积为3.36L（标准状况），物质的量是0.15mol，所以氮化铝的物质的量是0.15mol，质量是0.15mol×41g/mol=6.15g，所以氮化铝的质量分数为
故答案为：61.5%．
苯甲酸乙酯（C9H10O2）别名为安息香酸乙酯．它是一种无色透明的液体，不溶于水，稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体，溶剂等．其制备方法为
已知：
已知苯甲酸在100°会迅速升华．
实验步骤如下：
实验步骤如下：
①在圆底烧瓶中加入4.0g苯甲酸，10 mL 95%的乙醇（过量），8mL环己烷以及3 mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按右图所示装好仪器，控制温度在65～70℃加热回流2 h．利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇．
②反应一段时间，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞，继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热．
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液至呈中性．用分液漏斗分出有机层，水层用25 mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层，加入氯化钙，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，低温蒸出乙醚和环己烷后，继续升温，接收210～213℃的馏分．
④检验合格，测得产品体积为2.3mL．
回答下列问题：
（1）在该实验中，圆底烧瓶的容积最适合的是______（填入正确选项前的字母）．
A．25 mL B．50 mL C．100 mL D．250 mL
（2）步骤①加入沸石的作用是______．如果加热一段时间后发现忘记加沸石，应该采取的正确操作是：______；
（3）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是______；
（4）步骤③加入Na2CO3加入不足，在之后蒸馏时蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因：
______；
（5）有机物的分离操作中，经常需要使用分液漏斗等仪器．使用分液漏斗前必须______；
（6）计算本实验的产率为______．
正确答案
解：（1）烧瓶所能盛放溶液的体积不超过烧瓶体积的
故答案为：B；
（2）给混合液体加热时容易发生暴沸现象，步骤①加入沸石的作用是防止爆沸；如果加热一段时间后发现忘记加沸石，则应等烧瓶冷却后再补加，以免发生危险，
故答案为：防止爆沸；冷却后补加；
（3）反应
故答案为：使平衡不断地向正向移动；
（4）加入碳酸钠的目的是除去苯甲酸乙酯中的苯甲酸，若加入的碳酸钠不足，则产品中存在苯甲酸，而苯甲酸在100℃会迅速升华，则蒸馏时会出现白烟现象，
故答案为：在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸，受热至100℃时升华；
（5）分液漏斗有旋塞，所以使用分液漏斗前必须检查是否漏水，故答案为：检查是否漏水；
（6）根据反应
故答案为：49.1%．
解析
解：（1）烧瓶所能盛放溶液的体积不超过烧瓶体积的
故答案为：B；
（2）给混合液体加热时容易发生暴沸现象，步骤①加入沸石的作用是防止爆沸；如果加热一段时间后发现忘记加沸石，则应等烧瓶冷却后再补加，以免发生危险，
故答案为：防止爆沸；冷却后补加；
（3）反应
故答案为：使平衡不断地向正向移动；
（4）加入碳酸钠的目的是除去苯甲酸乙酯中的苯甲酸，若加入的碳酸钠不足，则产品中存在苯甲酸，而苯甲酸在100℃会迅速升华，则蒸馏时会出现白烟现象，
故答案为：在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸，受热至100℃时升华；
（5）分液漏斗有旋塞，所以使用分液漏斗前必须检查是否漏水，故答案为：检查是否漏水；
（6）根据反应
故答案为：49.1%．
利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO．制备流程图如下：
已知：Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似．请回答下列问题：
（1）用NaOH溶液处理废旧锌铁皮的作用有______．
A．去除油污 B．溶解镀锌层 C．去除铁锈 D．钝化
（2）调节溶液A的pH可产生Zn（OH）2沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤是______．
（3）由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通入N2，原因是______．
（4）Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤发实现固液分离？______（填“能”或“不能”），理由是______．
（5）用重铬酸钾法（一种氧化还原滴定法）可测定产物Fe3O4中的二价铁含量．若需配制浓度为0.01000mol•L-1的K2Cr2O7标准溶液250mL，应准确称取______g K2Cr2O7（保留4位有效数字，已知M（K2Cr2O7）=294.0g•mol-1）．
配制该标准溶液时，下列仪器中不必要用到的有______．（用编号表示）．
①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管
（6）滴定操作中，如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则测定结果将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
正确答案
解：（1）根据Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，Zn也能和氢氧化钠溶液反应，氢氧化钠溶液起到溶解镀锌层和去除油污作用，
故答案为：AB；
（2）调节溶液A的pH可产生Zn（OH）2沉淀，抽滤就可以得到氢氧化锌沉淀，洗涤除去附着的离子，高温灼烧氢氧化锌分解得到ZnO，
故答案为：抽滤、洗涤、灼烧；
（3）持续通入N2，防止Fe2+被氧化；
故答案为：在N2气氛下，防止Fe2+被氧化；
（4）Fe3O4胶体粒子能透过滤纸，所以不能用过滤的方法实现固液分离，
故答案为：不能；胶体粒子太小，抽滤时容易透过滤纸；
（5）m（K2Cr2O7）=0.01000mol•L-1×0.250 L×294.0 g•mol-1=0.7350g；
根据溶液浓度的精度，应选择电子天平用于称量固体质量，烧杯用于溶解固体，玻璃棒用于搅拌和引流操作，容量瓶用于配置溶液，胶头滴管用于加水定容．故用不到的仪器为量筒和移液管，
故答案为：0.7350g；③⑦；
（6）如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，这样就造成读数偏小；滴定结束后气泡消失，这样读数就正常，所以读出来的K2Cr2O7标准溶液体积偏大，测定结果将偏大，
故答案为：偏大．
解析
解：（1）根据Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，Zn也能和氢氧化钠溶液反应，氢氧化钠溶液起到溶解镀锌层和去除油污作用，
故答案为：AB；
（2）调节溶液A的pH可产生Zn（OH）2沉淀，抽滤就可以得到氢氧化锌沉淀，洗涤除去附着的离子，高温灼烧氢氧化锌分解得到ZnO，
故答案为：抽滤、洗涤、灼烧；
（3）持续通入N2，防止Fe2+被氧化；
故答案为：在N2气氛下，防止Fe2+被氧化；
（4）Fe3O4胶体粒子能透过滤纸，所以不能用过滤的方法实现固液分离，
故答案为：不能；胶体粒子太小，抽滤时容易透过滤纸；
（5）m（K2Cr2O7）=0.01000mol•L-1×0.250 L×294.0 g•mol-1=0.7350g；
根据溶液浓度的精度，应选择电子天平用于称量固体质量，烧杯用于溶解固体，玻璃棒用于搅拌和引流操作，容量瓶用于配置溶液，胶头滴管用于加水定容．故用不到的仪器为量筒和移液管，
故答案为：0.7350g；③⑦；
（6）如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，这样就造成读数偏小；滴定结束后气泡消失，这样读数就正常，所以读出来的K2Cr2O7标准溶液体积偏大，测定结果将偏大，
故答案为：偏大．
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