- 氢氧化铝的制备
- 共1080题
黄钾铵铁矾[KNH4Fex（SO4）y（OH）z]不溶于水和稀硫酸，制取黄钾铵铁矾的示意图如下：
（1）溶液X是______．
（2）检验滤液中是否存在K+的操作是______．
（3）黄钾铵铁矾的化学式可通过下列实验测定：
①称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解，将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00mL溶液A．
②量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32g．
③量取25.00mL溶液A，加入足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下气体224mL，同时有红褐色沉淀生成．
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧，最终得固体4.80g．
通过计算确定黄钾铵铁矾的化学式（写出计算过程）．
正确答案
解：（1）制取黄钾铵铁矾的示意图及黄钾铵铁矾[KNH4Fex（SO4）y（OH）z]组成，可以可知加入X是氨水，以便生成黄钾铵铁矾，
故答案为：氨水；
（2）通过焰色反应检验钾离子存在情况，方法为：用洁净的铂丝（或铁丝）蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K+，
故答案为：用洁净的铂丝（或铁丝）蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K+；
（3）②的沉淀为硫酸钡，硫酸钡的物质的量就等于溶液中硫酸根的物质的量：n（SO42-）=n（BaSO4）=
③所得气体为氨气，溶液中铵离子物质的量就等于氨气的物质的量：n（NH4+）=n（NH3）=
④最终得到的固体是氧化铁，根据铁原子守恒，溶液中的铁离子物质的量为：n（Fe3+）=2n（Fe2O3）=2×
黄钾铵铁矾[KNH4Fex（SO4）y（OH）z]中，n（K+）=n（NH4+）=0.01 mol，
根据电荷守恒：n（OH-）=n（K+）+n（NH4+）+3n（Fe3+）-2n（SO42-）=0.12 mol
n（K+）：n（NH4+）：n（Fe3+）：n（SO42-）：n（OH-）=1：1：6：4：12
黄钾铵铁矾的化学式为KNH4Fe6（SO4）4（OH）12，
答：黄钾铵铁矾的化学式为KNH4Fe6（SO4）4（OH）12．
解析
解：（1）制取黄钾铵铁矾的示意图及黄钾铵铁矾[KNH4Fex（SO4）y（OH）z]组成，可以可知加入X是氨水，以便生成黄钾铵铁矾，
故答案为：氨水；
（2）通过焰色反应检验钾离子存在情况，方法为：用洁净的铂丝（或铁丝）蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K+，
故答案为：用洁净的铂丝（或铁丝）蘸取滤液在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察，若火焰呈紫色，则存在K+；
（3）②的沉淀为硫酸钡，硫酸钡的物质的量就等于溶液中硫酸根的物质的量：n（SO42-）=n（BaSO4）=
③所得气体为氨气，溶液中铵离子物质的量就等于氨气的物质的量：n（NH4+）=n（NH3）=
④最终得到的固体是氧化铁，根据铁原子守恒，溶液中的铁离子物质的量为：n（Fe3+）=2n（Fe2O3）=2×
黄钾铵铁矾[KNH4Fex（SO4）y（OH）z]中，n（K+）=n（NH4+）=0.01 mol，
根据电荷守恒：n（OH-）=n（K+）+n（NH4+）+3n（Fe3+）-2n（SO42-）=0.12 mol
n（K+）：n（NH4+）：n（Fe3+）：n（SO42-）：n（OH-）=1：1：6：4：12
黄钾铵铁矾的化学式为KNH4Fe6（SO4）4（OH）12，
答：黄钾铵铁矾的化学式为KNH4Fe6（SO4）4（OH）12．
氯酸镁[Mg（ClO3）2]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg（ClO3）2•6H2O的流程如下：
已知：卤块主要成分为MgCl2•6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质．下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．卤块主要成分为MgCl2•6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质，进入KMnO4发生的氧化还原反应只有1个，即亚铁离子与高锰酸根离子的反应，故A错误；
B．卤块中含有杂质硫酸根离子，进入氯化钡的目的是使硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀，故B正确；
C．氢氧化镁和氧化镁都属于难溶物，且氢氧化镁的溶解度都小于氢氧化铁，所以也可用Mg（OH）2代替MgO调节溶液的pH，从而沉淀出氢氧化铁，故C正确；
D．在滤液中加NaClO3饱和溶液，发生反应为：MgCl2+2NaClO3═Mg（ClO3）2↓+2NaCl，原理是相同温度下Mg（ClO3）2溶解度比NaClO3小，故D正确；
故选A．
工业上可以利用菱镁矿（主要成分为MgCO3）制取MgSO4•7H2O，其流程如图1：
（1）操作①的名称为______；步骤②需要冷却至30℃的原因是______；步骤③不使用更高温度的原因是______
（2）如果产品的纯度不合格，可用如下过程提纯：粗品 
（3）产品的纯度严重依赖于菱镁矿中MgCO3的含量，实验室可采用如图2装置测定菱镁矿中MgCO3的含量．
①D中试剂最好选用______
②通入的气体A可以是______（填字母代号）
a、H2 b、空气 c、水煤气 d、N2
③实验中需要测定的物理量有______
④实验结果偏高的原因可能是______
⑤另有一种测定方法是：将菱镁矿溶于稀盐酸，加入过量氢氧化钠溶液，通过测定氢氧化镁沉淀的质量计算纯度．已知溶液中Mg2+（0.1mol/L）开始沉淀的pH为10，则要保证溶液中Mg2+完全沉淀，溶液的pH至少为______．
正确答案
解：（1）菱镁矿与硫酸反应，调节PH=5，80℃温度较高，硫酸镁溶解度较大，杂质与硫酸不反应，分离不溶物用过滤，冷却至30℃降低MgSO4•7H2O溶解度，使其析出，结晶水合物在温度较高时易失水，所以步骤③不使用更高温度的原因是避免MgSO4•7H2O失去结晶水，
故答案为：过滤；降低MgSO4•7H2O溶解度，使其析出；避免失去结晶水；
（2）将粗品MgSO4•7H2O晶体溶于溶剂水以后，通过冷却热饱和溶液法又重新从溶液中结晶的过程为重结晶，
故答案为：重结晶；
（3）①测定菱镁矿中MgCO3的含量需测定其与酸反应生成的二氧化碳的量，选择难挥发的酸，避免生成的气体含有其它气体杂质，宜选择稀硫酸，
故答案为：稀硫酸；
②通入的A气体，需不能被碱石灰吸收，影响碳酸镁的测定，a、H2不能被碱石灰吸收，符合条件，b、空气中含有二氧化碳和水蒸气，不符合条件，c、水煤气 为一氧化碳和氢气、还含有少量水蒸气，不符合条件，d、N2能被碱石灰吸收，符合条件，
故答案为：ad；
③测定菱镁矿中MgCO3的含量首先需测定菱镁矿样品质量，根据实验前后E装置质量变化得到二氧化碳的质量，根据碳守恒，得到碳酸镁的物质的量，根据m=nM求得碳酸镁的质量，根据菱镁矿中MgCO3的含量=
故答案为：菱镁矿样品质量、实验前后E装置质量；
④实验结果偏高的原因可能是E吸收了空气中的水蒸汽或二氧化碳，误计入碳酸镁和酸反应产生的二氧化碳，
故答案为：E吸收了空气中的水蒸汽或二氧化碳；
⑤溶液中Mg2+（0.1mol/L）开始沉淀的pH为10，pH=-lg（10-10）=10，c（H+）=10-10mol/L，c（OH-）=
-9（mol/L）3，保证溶液中Mg2+完全沉淀，Mg2+沉淀较为完全是的浓度为1×10-5mol/L，c2（OH-）=
故答案为：12．
解析
解：（1）菱镁矿与硫酸反应，调节PH=5，80℃温度较高，硫酸镁溶解度较大，杂质与硫酸不反应，分离不溶物用过滤，冷却至30℃降低MgSO4•7H2O溶解度，使其析出，结晶水合物在温度较高时易失水，所以步骤③不使用更高温度的原因是避免MgSO4•7H2O失去结晶水，
故答案为：过滤；降低MgSO4•7H2O溶解度，使其析出；避免失去结晶水；
（2）将粗品MgSO4•7H2O晶体溶于溶剂水以后，通过冷却热饱和溶液法又重新从溶液中结晶的过程为重结晶，
故答案为：重结晶；
（3）①测定菱镁矿中MgCO3的含量需测定其与酸反应生成的二氧化碳的量，选择难挥发的酸，避免生成的气体含有其它气体杂质，宜选择稀硫酸，
故答案为：稀硫酸；
②通入的A气体，需不能被碱石灰吸收，影响碳酸镁的测定，a、H2不能被碱石灰吸收，符合条件，b、空气中含有二氧化碳和水蒸气，不符合条件，c、水煤气 为一氧化碳和氢气、还含有少量水蒸气，不符合条件，d、N2能被碱石灰吸收，符合条件，
故答案为：ad；
③测定菱镁矿中MgCO3的含量首先需测定菱镁矿样品质量，根据实验前后E装置质量变化得到二氧化碳的质量，根据碳守恒，得到碳酸镁的物质的量，根据m=nM求得碳酸镁的质量，根据菱镁矿中MgCO3的含量=
故答案为：菱镁矿样品质量、实验前后E装置质量；
④实验结果偏高的原因可能是E吸收了空气中的水蒸汽或二氧化碳，误计入碳酸镁和酸反应产生的二氧化碳，
故答案为：E吸收了空气中的水蒸汽或二氧化碳；
⑤溶液中Mg2+（0.1mol/L）开始沉淀的pH为10，pH=-lg（10-10）=10，c（H+）=10-10mol/L，c（OH-）=
-9（mol/L）3，保证溶液中Mg2+完全沉淀，Mg2+沉淀较为完全是的浓度为1×10-5mol/L，c2（OH-）=
故答案为：12．
苯甲醛易被空气氧化；苯甲醇的沸点为205.3℃；苯甲酸的熔点121.7℃，沸点249℃，溶解度0.34g（常温）．乙醚的沸点34.8℃，难溶于水．
制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下：
（1）混合苯甲醛、氢氧化钾和水应选用的仪器是______ （填序号）．
A．带瓶塞的锥形瓶 B．烧杯 C．容量瓶
（2）操作Ⅰ使用的主要玻璃仪器有：______；操作Ⅱ的名称是______；产品乙是______（填名称）．
（3）在上述使用下图所示仪器的操作中，温度计水银球x的放置位置为______ （填图标a、b、c、d）．控制蒸气的温度为______℃．
（4）产品甲和产品乙在一定条件下能反应生成一种有特殊香味的物质，写出该反应的化学方程式______，实验室在收集此特殊香味的物质时常用______ （填试剂名称）除去其中的杂质，且便于其分层析出．
正确答案
解：由流程可知，苯甲醛与KOH反应生成苯甲醇、苯甲酸钾，然后加水、乙醚萃取苯甲醇，则乙醚溶液中含苯甲醇，操作II为蒸馏，得到产品甲为苯甲醇；水溶液中含苯甲酸钾，加盐酸发生强酸制取弱酸的反应，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，则操作Ⅲ为过滤，则产品乙为苯甲酸．
（1）苯甲醛易被空气氧化，所以混合苯甲醛、氢氧化钾和水时，应在带胶塞的锥形瓶中进行，避免与空气过多接触，即A正确，
故答案为：A；
（2）据上述分析，操作Ⅰ为萃取、分液，使用的主要玻璃仪器有：分液漏斗、烧杯，乙醚溶液中含苯甲醇，操作II为蒸馏，得到产品甲为苯甲醇，水溶液中含苯甲酸钾，加盐酸发生强酸制取弱酸的反应，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，则操作Ⅲ为过滤，则产品乙为苯甲酸，
故答案为：分液漏斗、烧杯；蒸馏；苯甲酸；
（3）蒸馏时，温度计的水银球应在支管口，则温度计水银球x的放置位置为b；通过蒸馏分离出的是乙醚，根据乙醚的沸点可知控制蒸气的温度为34.8℃，
故答案为：b；34.8℃；
（4）甲为苯甲醇，乙为苯甲酸，苯甲醇与苯甲酸发生酯化反应生成酯和水，该反应为：
醇易挥发，制得的酯中含有醇和酸，选用饱和的碳酸钠，可降低酯的溶解度，与羧酸反应，溶解醇，便于液体分层酯在上层，
故答案为：
解析
解：由流程可知，苯甲醛与KOH反应生成苯甲醇、苯甲酸钾，然后加水、乙醚萃取苯甲醇，则乙醚溶液中含苯甲醇，操作II为蒸馏，得到产品甲为苯甲醇；水溶液中含苯甲酸钾，加盐酸发生强酸制取弱酸的反应，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，则操作Ⅲ为过滤，则产品乙为苯甲酸．
（1）苯甲醛易被空气氧化，所以混合苯甲醛、氢氧化钾和水时，应在带胶塞的锥形瓶中进行，避免与空气过多接触，即A正确，
故答案为：A；
（2）据上述分析，操作Ⅰ为萃取、分液，使用的主要玻璃仪器有：分液漏斗、烧杯，乙醚溶液中含苯甲醇，操作II为蒸馏，得到产品甲为苯甲醇，水溶液中含苯甲酸钾，加盐酸发生强酸制取弱酸的反应，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，则操作Ⅲ为过滤，则产品乙为苯甲酸，
故答案为：分液漏斗、烧杯；蒸馏；苯甲酸；
（3）蒸馏时，温度计的水银球应在支管口，则温度计水银球x的放置位置为b；通过蒸馏分离出的是乙醚，根据乙醚的沸点可知控制蒸气的温度为34.8℃，
故答案为：b；34.8℃；
（4）甲为苯甲醇，乙为苯甲酸，苯甲醇与苯甲酸发生酯化反应生成酯和水，该反应为：
醇易挥发，制得的酯中含有醇和酸，选用饱和的碳酸钠，可降低酯的溶解度，与羧酸反应，溶解醇，便于液体分层酯在上层，
故答案为：
某实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮化钙（Ca3N2，易与水反应），并测定其化学式．
（1）连接好实验装置，检查装置的气密性，方法是______；反应过程中末端导管插入试管A的水中，目的是______．
（2）制备氮化钙的操作步骤是：
①打开活塞K并通入N2； ②点燃酒精灯，进行反应；
③反应结束后，先熄灭酒精灯，待______，停止通N2并关闭活塞K；
④拆除装置，取出产物．
（3）数据记录如下：
通过以上数据求算化学式CaxN2，x=______．
（4）上述实验产生误差的原因可能是______（选填编号）．
①N2通入不足，反应器中有O2 ②钙与N2未充分反应 ③产物与空气接触
请提出提高该实验准确度的方法______（答一点即可）．
正确答案
解：由实验流程可知，通过控制活塞K，氮气流入装有钙的硬质试管，在硬质试管中，钙与氮气发生反应，由于钙非常活泼，此反应不能与空气接触，用试管A中的水，对此实验隔绝空气，U形管的作用是防止倒吸；又Ca3N2，易与水反应，设计干燥管防止试管A中的水进入硬质试管；
（1）微热法检验装置的气密性：关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热，冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好；若反应过程中末端导管没有插入试管A的水中，会有空气进入反应管，氧化单质钙，生成钙的氧化物，引入杂质，末端导管插入试管A的水中，也便于观察N2流速，
故答案为：关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热，冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好；防止反应过程中空气进入反应管，便于观察N2流速；
（2）反应结束后，先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通N2并关闭活塞K；注意事项：一定要使玻璃管冷却后再停止通入气流，
故答案为：反应管冷却至室温；
（3）要确定X值必须求出钙和氮的原子个数比，分析实验：石英管与钙的质量和空石英管质量差为钙单质的质量，石英管与产物的质量与石英管与钙的质量差为反应的氮元素的质量，据题目给的数据可做如下计算：①（Ca）=（15.080-14.800）g=0.280g，（N）=（15.150-15.080）g=0.070g，
则（Ca）：（N）=
故答案为：2.8；
（4）若通入的N2中混有少量O2，则产物中就有可能混有了CaO，而Ca3N2中钙的质量分数为81.08%，CaO中钙的质量分数为71.43%，所以产物中混有了CaO会导致钙的质量分数减小，x的值偏小；若钙与N2未充分反应，生成的Ca3N2中还有没反应的钙，则x值偏大；要想提高该实验准确度，可以进行恒重操作，确定每组数据的准确性，也可以多次平行实验做对比等，
故答案为：①③；进行恒重操作、进行平行实验、严格和规范操作等．
解析
解：由实验流程可知，通过控制活塞K，氮气流入装有钙的硬质试管，在硬质试管中，钙与氮气发生反应，由于钙非常活泼，此反应不能与空气接触，用试管A中的水，对此实验隔绝空气，U形管的作用是防止倒吸；又Ca3N2，易与水反应，设计干燥管防止试管A中的水进入硬质试管；
（1）微热法检验装置的气密性：关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热，冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好；若反应过程中末端导管没有插入试管A的水中，会有空气进入反应管，氧化单质钙，生成钙的氧化物，引入杂质，末端导管插入试管A的水中，也便于观察N2流速，
故答案为：关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热，冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好；防止反应过程中空气进入反应管，便于观察N2流速；
（2）反应结束后，先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通N2并关闭活塞K；注意事项：一定要使玻璃管冷却后再停止通入气流，
故答案为：反应管冷却至室温；
（3）要确定X值必须求出钙和氮的原子个数比，分析实验：石英管与钙的质量和空石英管质量差为钙单质的质量，石英管与产物的质量与石英管与钙的质量差为反应的氮元素的质量，据题目给的数据可做如下计算：①（Ca）=（15.080-14.800）g=0.280g，（N）=（15.150-15.080）g=0.070g，
则（Ca）：（N）=
故答案为：2.8；
（4）若通入的N2中混有少量O2，则产物中就有可能混有了CaO，而Ca3N2中钙的质量分数为81.08%，CaO中钙的质量分数为71.43%，所以产物中混有了CaO会导致钙的质量分数减小，x的值偏小；若钙与N2未充分反应，生成的Ca3N2中还有没反应的钙，则x值偏大；要想提高该实验准确度，可以进行恒重操作，确定每组数据的准确性，也可以多次平行实验做对比等，
故答案为：①③；进行恒重操作、进行平行实验、严格和规范操作等．
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