- 氢氧化铝的制备
- 共1080题
在工业中利用镁制取硅:2Mg+SiO22MgO+Si,同时有副反应发生:2Mg+SiMg2Si,Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体.如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置:
(1)由于氧气的存在对该实验有较大影响,实验中应通入气体X作为保护气,试管中的固体药品可选用______(填序号).
a.石灰石 b.锌粒 c.纯碱
(2)实验开始时,必须先通入X气体,再加热反应物,其理由是______,
当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,其原因是______.
(3)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸.可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因用化学方程式表示为
①______;
②______.
正确答案
解:Mg为活泼金属,在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应,在工业中利用镁制取硅:需排尽装置中的空气,实验中应通入气体X作为保护气,X由稀硫酸制得,根据题干(1)信息可知,用锌和稀硫酸制得的氢气排空装置中的空气,氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸,所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气,X为氢气,通过浓硫酸进行干燥,当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,Mg与SiO2反应是放热反应,反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸发生Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑,SiH4+2O2═SiO2+2H2O.
(1)Mg可以与CO2发生化学反应生成氧化镁和碳,Mg与氢气不能发生反应,因此可用氢气作为保护气,选用的药品为稀硫酸和锌粒,再用浓硫酸干燥,所以试管中的固体药品可选用锌粒,
故答案为:b;
(2)装置中有空气,若不用氢气排空装置中的空气,氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸,所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气;Mg与SiO2反应的条件是加热,停止加热后,反应的条件由反应放出的热量维持,
故答案为:让氢气排尽装置内的空气,避免空气中的成分对实验的影响;该反应为放热反应,可利用自身放出的热量维持反应进行;
(3)Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),其反应的方程式为:Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑,SiH4常温下是一种不稳定、易自燃的气体,反应的方程式为SiH4+2O2═SiO2+2H2O,所以往反应后的混合物中加入稀盐酸,可观察到闪亮的火星,
故答案为:Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑;SiH4+2O2═SiO2+2H2O.
解析
解:Mg为活泼金属,在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应,在工业中利用镁制取硅:需排尽装置中的空气,实验中应通入气体X作为保护气,X由稀硫酸制得,根据题干(1)信息可知,用锌和稀硫酸制得的氢气排空装置中的空气,氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸,所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气,X为氢气,通过浓硫酸进行干燥,当反应开始后,移走酒精灯反应能继续进行,Mg与SiO2反应是放热反应,反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸发生Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑,SiH4+2O2═SiO2+2H2O.
(1)Mg可以与CO2发生化学反应生成氧化镁和碳,Mg与氢气不能发生反应,因此可用氢气作为保护气,选用的药品为稀硫酸和锌粒,再用浓硫酸干燥,所以试管中的固体药品可选用锌粒,
故答案为:b;
(2)装置中有空气,若不用氢气排空装置中的空气,氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸,所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气;Mg与SiO2反应的条件是加热,停止加热后,反应的条件由反应放出的热量维持,
故答案为:让氢气排尽装置内的空气,避免空气中的成分对实验的影响;该反应为放热反应,可利用自身放出的热量维持反应进行;
(3)Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),其反应的方程式为:Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑,SiH4常温下是一种不稳定、易自燃的气体,反应的方程式为SiH4+2O2═SiO2+2H2O,所以往反应后的混合物中加入稀盐酸,可观察到闪亮的火星,
故答案为:Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑;SiH4+2O2═SiO2+2H2O.
苯甲酸苯酯是重要的有机合成中间体,工业上用二苯甲酮制备苯甲酸苯酯.
制备苯甲酸苯酯的实验步骤为:
步骤1:将20mL浓H2SO4与40mL冰醋酸在下图装置的烧杯中控制在5℃以下混合.
步骤2:向烧杯中继续加入过硫酸钾25g,用电磁搅拌器搅拌4~5分钟,将二苯甲酮9.1g溶于三氯甲烷后,加到上述混合液中,控制温度不超过15℃,此时液体呈黄色.
步骤3:向黄色液体中加水,直至液体黄色消失,但加水量一般不超过1mL,室温搅拌5h.
步骤4:将反应后的混合液倒入冰水中,析出苯甲酸苯酯,抽滤产品,用无水乙醇洗涤,干燥
(1)步骤1中控制在5℃以下混合的原因为______.
(2)步骤2中为控制温度不超过15℃,向混合液中加入二苯甲酮的三氯甲烷溶液的方法是______.
(3)步骤3中加水不超过1mL,原因是______.
(4)步骤4中抽滤用到的漏斗名称为______.
(5)整个制备过程中液体混合物会出现褐色固体,原因是______;除去该固体操作为______.
正确答案
解:(1)冰醋酸为纯净的乙酸,易挥发,浓H2SO4与40mL冰醋酸混合放热,步骤1:将20mL浓H2SO4与40mL冰醋酸在下图装置的烧杯中控制在5℃以下混合,防止防止液体溅出,减少冰醋酸的挥发,
故答案为:防止液体溅出,减少冰醋酸的挥发;
(2)步骤2:先用电磁搅拌器搅拌4~5分钟,使浓H2SO4、冰醋酸、过硫酸钾充分混合,得到的溶液主要为无机溶液,二苯甲酮为有机物,易溶于有机溶剂三氯甲烷,将二苯甲酮9.1g溶于三氯甲烷后,形成二苯甲酮的三氯甲烷溶液,浓硫酸密度大,二苯甲酮的三氯甲烷溶液溶于浓H2SO4、冰醋酸、过硫酸钾混合溶液放热,所以为控制温度不超过15℃,向混合液中加入二苯甲酮的三氯甲烷溶液的方法是:多次少量加入,不断搅拌,
故答案为:多次少量加入,不断搅拌;
(3)步骤3:向黄色液体中加水,直至液体黄色消失,加水不超过1mL,否则水多了苯甲酸苯酯水解多,降低产率,且水和浓硫酸形成溶液放热,导致温度过高,降低产率,
故答案为:加水会使苯甲酸苯酯水解,降低产率(或导致温度过高等);
(4)步骤4:减压过滤也称抽滤或吸滤,抽滤用到的漏斗名称为布氏漏斗,
故答案为:布氏漏斗;
(5)整个制备过程中液体混合物会出现褐色固体可能为碳,因为浓硫酸具有脱水性,能将有机物脱水碳化,利用布氏漏斗通过抽滤提纯,
故答案为:在浓硫酸作用下反应物碳化的结果;抽滤.
解析
解:(1)冰醋酸为纯净的乙酸,易挥发,浓H2SO4与40mL冰醋酸混合放热,步骤1:将20mL浓H2SO4与40mL冰醋酸在下图装置的烧杯中控制在5℃以下混合,防止防止液体溅出,减少冰醋酸的挥发,
故答案为:防止液体溅出,减少冰醋酸的挥发;
(2)步骤2:先用电磁搅拌器搅拌4~5分钟,使浓H2SO4、冰醋酸、过硫酸钾充分混合,得到的溶液主要为无机溶液,二苯甲酮为有机物,易溶于有机溶剂三氯甲烷,将二苯甲酮9.1g溶于三氯甲烷后,形成二苯甲酮的三氯甲烷溶液,浓硫酸密度大,二苯甲酮的三氯甲烷溶液溶于浓H2SO4、冰醋酸、过硫酸钾混合溶液放热,所以为控制温度不超过15℃,向混合液中加入二苯甲酮的三氯甲烷溶液的方法是:多次少量加入,不断搅拌,
故答案为:多次少量加入,不断搅拌;
(3)步骤3:向黄色液体中加水,直至液体黄色消失,加水不超过1mL,否则水多了苯甲酸苯酯水解多,降低产率,且水和浓硫酸形成溶液放热,导致温度过高,降低产率,
故答案为:加水会使苯甲酸苯酯水解,降低产率(或导致温度过高等);
(4)步骤4:减压过滤也称抽滤或吸滤,抽滤用到的漏斗名称为布氏漏斗,
故答案为:布氏漏斗;
(5)整个制备过程中液体混合物会出现褐色固体可能为碳,因为浓硫酸具有脱水性,能将有机物脱水碳化,利用布氏漏斗通过抽滤提纯,
故答案为:在浓硫酸作用下反应物碳化的结果;抽滤.
钛被称为“21世纪的金属”,其比强度位于金属之首.工业上常用金红石(主要成分TiO2)为主要原料制取金属钛及其化合物,如:TiCl3、TiO2.
制取钛:①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO ②2Mg+TiCl4
2MgCl2+Ti③Ti+2Cl2
TiCl4 ④TiCl4
2Cl2↑+Ti铝还原法制取TiCl3:
(1)制取钛的反应②常在下列某气体中进行,该气体可以是______
a.空气 b.氮气 c.二氧化碳 d.氩气
(2)TiCl4在工业生产中为重要的中间体,写出铝还原法制取TiCl3工艺中136℃反应器中的化学反应方程式______
(3)TiCl4可用于制备TiO2,制备时向TiCl4中加入大量水并且加热可得TiO2•xH2O,写出该步反应的化学方程式______
(4)实验室模拟反应③制TiCl4的装置如图2,已知:TiCl4在常温下为液体,空气中放置时就易水解,会产生刺激性烟雾.请回答:
①仪器D的名称是______
②仪器B中反应的离子方程式为______
③实验开始时先点燃______(填“甲”或“乙”)处酒精灯.
④装置C中盛装的液体是______,装置E中盛装的液体是______
a.水 b.饱和食盐水 c.浓硫酸 d.氢氧化钠溶液
⑤装置D的主要作用是______.
正确答案
解:(1)在加热或点燃的情况下,镁能与氧气、二氧化碳和氮气反应,则选择氩气,故答案为:d;
(2)利用置换反应的原理用铝与TiCl4反应制得TiCl3,反应的方程式为4Al+3TiCl44AlCl3+3Ti,故答案为:4Al+3TiCl4
4AlCl3+3Ti;
(3)在加热的条件下,TiCl4水解得TiO2•xH2O和HCl,反应方程式为TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl↑,故答案为:TiCl4+(x+2)H2O
TiO2•xH2O↓+4HCl↑;
(4)①仪器D为球形干燥管,故答案为:球形干燥管;
②根据反应方程式MnO2+4HClCl2↑+MnCl2+2H2O可得实验室制氯气的离子反应式MnO2+4H++2Cl-
Cl2↑+Mn2++2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
Cl2↑+Mn2++2H2O;
③为了防止Ti被空气中的氧气氧化,故要利用生成的氯气除空气,则先加热制氯气的装置,故答案为:甲;
④C装置中盛装浓硫酸干燥氯气,利用E中盛装的氢氧化钠溶液吸收尾气中的氯气,防污染空气,故答案为:c;d;
⑤因TiCl4易水解,为防止外界水汽进入收集TiCl4装置,利用D装置中的氯化钙吸水,故答案为:防止水蒸汽进入造成产品水解.
解析
解:(1)在加热或点燃的情况下,镁能与氧气、二氧化碳和氮气反应,则选择氩气,故答案为:d;
(2)利用置换反应的原理用铝与TiCl4反应制得TiCl3,反应的方程式为4Al+3TiCl44AlCl3+3Ti,故答案为:4Al+3TiCl4
4AlCl3+3Ti;
(3)在加热的条件下,TiCl4水解得TiO2•xH2O和HCl,反应方程式为TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl↑,故答案为:TiCl4+(x+2)H2O
TiO2•xH2O↓+4HCl↑;
(4)①仪器D为球形干燥管,故答案为:球形干燥管;
②根据反应方程式MnO2+4HClCl2↑+MnCl2+2H2O可得实验室制氯气的离子反应式MnO2+4H++2Cl-
Cl2↑+Mn2++2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
Cl2↑+Mn2++2H2O;
③为了防止Ti被空气中的氧气氧化,故要利用生成的氯气除空气,则先加热制氯气的装置,故答案为:甲;
④C装置中盛装浓硫酸干燥氯气,利用E中盛装的氢氧化钠溶液吸收尾气中的氯气,防污染空气,故答案为:c;d;
⑤因TiCl4易水解,为防止外界水汽进入收集TiCl4装置,利用D装置中的氯化钙吸水,故答案为:防止水蒸汽进入造成产品水解.
利用磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4•2H2O)生产硫酸,同时得到硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论是从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度都具有重要意义.以下是有关的工艺流程示意图.
请回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式是______;
(2)沉淀F含有______(填化学式)等物质,可作为生产水泥的主要原料;
(3)检验滤液E中含有CO2-3的方法是______(用简要文字回答);
(4)氯化钙结晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的无机储热材料,主要选择的依据是______(填序号)
a.能导电 b.易溶于水 c.熔点较低(29℃熔化) d.无毒
(5)工业制硫酸的精制炉气中,SO2平衡转化率与温度及压强关系如下表:
分析上表数据,你认为工业上制硫酸中SO2的催化氧化的适宜条件是______.
正确答案
解:工业上以磷肥生产形成的副产物石膏(CaSO4•2H2O)与焦炭为原料可生产硫酸,同时可以得到硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,依据流程图分析可知,生成硫酸的步骤中,A为SO2,B为SO3,CO2,H2O吸收氨气生成(NH4)2CO3,碳酸铵和石膏反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,沉淀F为CaCO3和CaSO4•2H2O,在硫酸铵溶液中加入氯化钾,利用物质溶解度分离得到硫酸钾和氯化铵,氯化铵和D反应生成氨气和氯化钙晶体,说明D为CaO,溶于水生成的氢氧化钙和氯化铵反应得到氯化钙溶液,浓缩蒸发得到CaCl2•6H2O;
(1)分析判断反应Ⅰ是石膏和碳在高温下反应生成氧化钙,二氧化硫,二氧化碳,水,配平书写化学方程式为:CaSO4•2H2O+C2CaO+2SO2↑+CO2↑+4H2O↑;
故答案为:CaSO4•2H2O+C2CaO+2SO2↑+CO2↑+4H2O↑;
(2)沉淀F为CaCO3和CaSO4•2H2O,故答案为:CaCO3和CaSO4•2H2O;
(3)检验碳酸根离子的存在,可以取少量滤液加入盐酸,根据生成气体现象分析判断碳酸根离子的存在,实验方法为:取少许滤液滴加到盐酸中产生气泡;
故答案为:取少许滤液滴加到盐酸中产生气泡;
(4)氯化钙结晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的无机储热材料,是因为氯化钙结晶水合物熔点低易熔化,且无毒,与易溶于水,能导电无关;
故答案为:cd;
(5)依据图表数据分析可知,二氧化硫氧化为三氧化硫的反应是放热反应,温度低利于反应正向进行,但反应速率慢,增大压强对二氧化硫的转化率增加不大,所以为提高反应速率,在400°C-500°C,常压下,二氧化硫转化率较高,且在此温度下催化剂活性最大;
故答案为:常压、400-500℃、催化剂的条件下.
解析
解:工业上以磷肥生产形成的副产物石膏(CaSO4•2H2O)与焦炭为原料可生产硫酸,同时可以得到硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,依据流程图分析可知,生成硫酸的步骤中,A为SO2,B为SO3,CO2,H2O吸收氨气生成(NH4)2CO3,碳酸铵和石膏反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,沉淀F为CaCO3和CaSO4•2H2O,在硫酸铵溶液中加入氯化钾,利用物质溶解度分离得到硫酸钾和氯化铵,氯化铵和D反应生成氨气和氯化钙晶体,说明D为CaO,溶于水生成的氢氧化钙和氯化铵反应得到氯化钙溶液,浓缩蒸发得到CaCl2•6H2O;
(1)分析判断反应Ⅰ是石膏和碳在高温下反应生成氧化钙,二氧化硫,二氧化碳,水,配平书写化学方程式为:CaSO4•2H2O+C2CaO+2SO2↑+CO2↑+4H2O↑;
故答案为:CaSO4•2H2O+C2CaO+2SO2↑+CO2↑+4H2O↑;
(2)沉淀F为CaCO3和CaSO4•2H2O,故答案为:CaCO3和CaSO4•2H2O;
(3)检验碳酸根离子的存在,可以取少量滤液加入盐酸,根据生成气体现象分析判断碳酸根离子的存在,实验方法为:取少许滤液滴加到盐酸中产生气泡;
故答案为:取少许滤液滴加到盐酸中产生气泡;
(4)氯化钙结晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的无机储热材料,是因为氯化钙结晶水合物熔点低易熔化,且无毒,与易溶于水,能导电无关;
故答案为:cd;
(5)依据图表数据分析可知,二氧化硫氧化为三氧化硫的反应是放热反应,温度低利于反应正向进行,但反应速率慢,增大压强对二氧化硫的转化率增加不大,所以为提高反应速率,在400°C-500°C,常压下,二氧化硫转化率较高,且在此温度下催化剂活性最大;
故答案为:常压、400-500℃、催化剂的条件下.
纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业.在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙.某校学生实验小组设计如图1所示装置,制取该产品.D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉,图中夹持装置已略去.
Ⅰ.可选用的药品有:
a.石灰石 b.饱和氯化钙溶液 c.6mol/L盐酸 d.氯化铵 e.氢氧化钙
(1)A中制备气体时,所需药品是(选填字母序号)______;
(2)B中盛放的试剂______,其作用是______;
(3)写出制取氨气的化学方程式______;
(4)仪器D的名称为______,其作用是______;
(5)写出制纳米级碳酸钙的化学方程式______.
(6)本实验需配置6mol•L-1的HCl溶液480mL,用到的仪器除了烧杯外,还须用到的仪器有______
______(填仪器名称),定容时操作如图2,则所配溶液浓度______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
正确答案
解:(1)装置A为碳酸钙与盐酸反应制二氧化碳,所需药品为:a石灰石和c6mol/L盐酸,
故答案为:ac;
(2)氯化氢具有挥发性,则制取的二氧化碳中混有氯化氢气体,应该欧诺个饱和NaHCO3溶液除掉挥发出来的氯化氢,
故答案为:饱和NaHCO3溶液;除去二氧化碳中的氯化氢;
(3)实验室制取氨气采用氯化铵和氢氧化钙加热制的生成氯化钙、氨气和水,反应的方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(4)仪器D为球形干燥管,D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉,目的是吸收从圆底烧瓶C逸出的氨气,避免污染空气,
故答案为:球形干燥管;吸收氨气;
(5)氨气溶于水生成氨水,溶液呈碱性,二氧化碳是酸性气体,能和碱反应生成碳酸铵,碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵,反应的化学方程式为:CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl,
故答案为:CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl;
(6)本实验需配置6mol•L-1的HCl溶液480mL,需要选用规格为500mL的容量瓶,还需要量取、玻璃棒、胶头滴管、烧杯等仪器;
图2中定容时俯视容量瓶刻度线,会导致加入的蒸馏水体积偏小,配制的溶液体积偏小,则溶液的浓度偏高,
故答案为:500mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、量筒等;偏高.
解析
解:(1)装置A为碳酸钙与盐酸反应制二氧化碳,所需药品为:a石灰石和c6mol/L盐酸,
故答案为:ac;
(2)氯化氢具有挥发性,则制取的二氧化碳中混有氯化氢气体,应该欧诺个饱和NaHCO3溶液除掉挥发出来的氯化氢,
故答案为:饱和NaHCO3溶液;除去二氧化碳中的氯化氢;
(3)实验室制取氨气采用氯化铵和氢氧化钙加热制的生成氯化钙、氨气和水,反应的方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(4)仪器D为球形干燥管,D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉,目的是吸收从圆底烧瓶C逸出的氨气,避免污染空气,
故答案为:球形干燥管;吸收氨气;
(5)氨气溶于水生成氨水,溶液呈碱性,二氧化碳是酸性气体,能和碱反应生成碳酸铵,碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵,反应的化学方程式为:CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl,
故答案为:CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl;
(6)本实验需配置6mol•L-1的HCl溶液480mL,需要选用规格为500mL的容量瓶,还需要量取、玻璃棒、胶头滴管、烧杯等仪器;
图2中定容时俯视容量瓶刻度线,会导致加入的蒸馏水体积偏小,配制的溶液体积偏小,则溶液的浓度偏高,
故答案为:500mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、量筒等;偏高.
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