- 气体的检验
- 共1690题
某课外小组研究铝土矿中Al2O3的含量.查阅资料得知,铝土矿的主要成分是Al2O3,杂质是Fe2O3、SiO2等.从铝土矿中提取Al2O3的过程如下:
(1)固体B的主要用途有(写出1条即可):______.
(2)第①步,向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,发生反应的离子方程式是:
______;
______;
第③步中,生成氢氧化铝的化学方程式是:______.
(3)将实验过程中所得固体精确称量,课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,则该铝土矿中Al2O3的质量分数是:______.(保留一位小数)
(4)工业上制取AlCl3用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应,每消耗0.5mol 碳单质,转移1mol电子,反应的化学方程式是______.
正确答案
解:(1)向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,滤渣为氧化铁,氧化铁可作为炼铁的原料,氧化铁为红色,可用作涂料、油漆等,
故答案为:炼铁原料、用作涂料、油漆等;
(2)根据框图流程,向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,氧化铝是两性氧化物,既溶液强酸又溶于强碱.只Fe2O3溶于强酸,不溶于碱,SiO2只溶于强碱,不溶于酸,则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,滤渣为氧化铁氧化铁和氢氧化钠溶液不反应,
则向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,发生反应的离子方程式是Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,
固体B是氧化铁,A中含有偏铝酸钠和硅酸钠以及过量的氢氧化钠,则加入过量的盐酸后生成硅酸沉淀和氯化铝,发生反应的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,
即固体C是硅酸,D中含有氯化铝和盐酸,因此反应③中生成氢氧化铝的试剂是氨气或氨水,则生成氢氧化铝的方程式是AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,
故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl;
(3)将实验过程中所得固体精确称量,课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,说明所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,即铝土矿中Al2O3的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同的.又因为氧化铝可以写成Al2O3•3H2O的形式,所以质量分数是×100%=65.4%,
故答案为:65.4%;
(4)Cl2有强氧化性,碳具有还原性,每消耗0.5 mol 碳单质,转移1mol电子,这说明反应中碳失去2个电子,即氧化产物是CO,所以反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO,
故答案为:Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO;
解析
解:(1)向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,滤渣为氧化铁,氧化铁可作为炼铁的原料,氧化铁为红色,可用作涂料、油漆等,
故答案为:炼铁原料、用作涂料、油漆等;
(2)根据框图流程,向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,氧化铝是两性氧化物,既溶液强酸又溶于强碱.只Fe2O3溶于强酸,不溶于碱,SiO2只溶于强碱,不溶于酸,则在①得到滤液中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,滤渣为氧化铁氧化铁和氢氧化钠溶液不反应,
则向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,发生反应的离子方程式是Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,
固体B是氧化铁,A中含有偏铝酸钠和硅酸钠以及过量的氢氧化钠,则加入过量的盐酸后生成硅酸沉淀和氯化铝,发生反应的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,
即固体C是硅酸,D中含有氯化铝和盐酸,因此反应③中生成氢氧化铝的试剂是氨气或氨水,则生成氢氧化铝的方程式是AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,
故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl;
(3)将实验过程中所得固体精确称量,课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,说明所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,即铝土矿中Al2O3的质量分数和氢氧化铝中氧化铝的质量分数是相同的.又因为氧化铝可以写成Al2O3•3H2O的形式,所以质量分数是×100%=65.4%,
故答案为:65.4%;
(4)Cl2有强氧化性,碳具有还原性,每消耗0.5 mol 碳单质,转移1mol电子,这说明反应中碳失去2个电子,即氧化产物是CO,所以反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO,
故答案为:Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO;
某化工厂联合生产纯碱、镁、阻燃剂.以白云石(CaCO3•MgCO3)为原料冶炼镁:经高温煅烧生成的氧化物在还原炉中经1200℃用硅铁还原生成镁蒸汽(铁化合价不变),镁蒸汽经冷凝为粗镁;同时以海水为原料制碱和制阻燃剂.具体流程如下:
(1)分别写出A、B、C的化学式______、______、______;沉淀池中反应的化学方程式是______.
(2)硅铁还原生成镁蒸汽时选择低压和1200℃,试分析选择这种反应条件的原因______.
(3)精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应生成碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]沉淀,此时溶液中主要溶质是(写化学式)______.
(4)描述流程中相关操作Ⅰ包括过滤、______、______.
(5)已知:Mg(OH)2(s)→MgO(s)+H2O(g)-81.5kJ;
Al(OH)3(s)→0.5Al2O3(s)+1.5H2O(g)-87.7kJ
①Mg(OH)2能起阻燃作用,其原因是______.
②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果较好的是______.
(6)某化工厂利用上图所示流程联合生产纯碱、镁、阻燃剂,试分析该生产的优点______.
正确答案
解:(1)白云石(CaCO3•MgCO3)煅烧得到氧化钙、氧化镁、二氧化碳;CO2与NH3和NaCl反应得到NaHCO3和NH4Cl:CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl,故答案为:CO2;MgO;CaO;CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl;
(2)低压有利于镁蒸气的生成及分离;1200℃只有镁为气体,故答案为:低压有利于镁蒸气的生成及分离;1200℃只有镁为气体,从速率和平衡2个角度都有利于镁的生成;
(3)MgCl2与氢氧化钙反应生成碱式氯化镁沉淀和氯化钙,故答案为:CaCl2;
(4)沉淀池反应得到碳酸氢钠,碳酸氢钠经过洗涤、煅烧得到碳酸钠,故答案为:洗涤、煅烧(或加热);
(5)①Mg(OH)2受热分解时吸收大量的热使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO,故答案为:Mg(OH)2受热分解时吸收大量的热使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、覆盖在可燃物表面,产生阻燃作用; ②等质量Mg(OH)2比Al(OH)3分解吸收的热量多,故答案为:Mg(OH)2;
(6)原料易得价廉、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用,故答案为:原料易得价廉、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用、产品结构的多样化.
解析
解:(1)白云石(CaCO3•MgCO3)煅烧得到氧化钙、氧化镁、二氧化碳;CO2与NH3和NaCl反应得到NaHCO3和NH4Cl:CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl,故答案为:CO2;MgO;CaO;CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl;
(2)低压有利于镁蒸气的生成及分离;1200℃只有镁为气体,故答案为:低压有利于镁蒸气的生成及分离;1200℃只有镁为气体,从速率和平衡2个角度都有利于镁的生成;
(3)MgCl2与氢氧化钙反应生成碱式氯化镁沉淀和氯化钙,故答案为:CaCl2;
(4)沉淀池反应得到碳酸氢钠,碳酸氢钠经过洗涤、煅烧得到碳酸钠,故答案为:洗涤、煅烧(或加热);
(5)①Mg(OH)2受热分解时吸收大量的热使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO,故答案为:Mg(OH)2受热分解时吸收大量的热使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、覆盖在可燃物表面,产生阻燃作用; ②等质量Mg(OH)2比Al(OH)3分解吸收的热量多,故答案为:Mg(OH)2;
(6)原料易得价廉、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用,故答案为:原料易得价廉、原料利用率高、中间产物能有效地循环利用、产品结构的多样化.
昆石属于稀有的石种,其成分主要是二氧化硅以及铁、钠、钙元素的氧化物,根据图示流程回答有关问题.
(1)操作1和操作4的名称分别是______ 和______
(2)写出加CaO时发生反应的离子方程式:______
(3)在沉淀2后,依次进行了洗涤、干燥、灼烧操作,证明沉淀已经洗涤干净的操作是______
(4)证明滤液3含有钠元素的方法是______
(5)写出能证明红棕色固体中含有金属元素的操作过程、现象、结论.______.
正确答案
解:(1)操作1之后出现沉淀和滤液,则操作1是过滤;操作4出现晶体,则操作4是蒸发结晶,故答案为:过滤;蒸发结晶;
(2)加CaO时,CaO和H2O反应生成氢氧化钙,CaO调节pH生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为CaO+H2O=Ca2++2OH-、CaO+2H+=Ca2++H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH )3↓,
故答案为:CaO+H2O=Ca2++2OH-、CaO+2H+=Ca2++H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH )3↓;
(3)FeCl3水解生成Fe(OH)3,沉淀中附着Cl-,可以检验Cl-来判断沉淀是否已经洗涤干净,其操作为取洗涤液少许于试管中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀证明已经洗涤干净;
故答案为:取洗涤液少许于试管中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀证明已经洗涤干净;
(4)钠元素不能生成沉淀,常用焰色反应检验钠元素,操作为用铂丝蘸取滤液3,放在酒精灯的外焰灼烧,火焰呈黄色,证明含有钠元素,
故答案为:用铂丝蘸取滤液3,放在酒精灯的外焰灼烧,火焰呈黄色,证明含有钠元素;
(5)红棕色固体为Fe(OH)3,证明是否含有Fe3+,首先取红棕色固体少许,用盐酸溶解,滴入2滴KSCN溶液,溶液变为红色,证明含有金属铁元素,
故答案为:取红棕色固体少许,用盐酸溶解,滴入2滴KSCN溶液,溶液变为红色,证明含有金属铁元素.
解析
解:(1)操作1之后出现沉淀和滤液,则操作1是过滤;操作4出现晶体,则操作4是蒸发结晶,故答案为:过滤;蒸发结晶;
(2)加CaO时,CaO和H2O反应生成氢氧化钙,CaO调节pH生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为CaO+H2O=Ca2++2OH-、CaO+2H+=Ca2++H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH )3↓,
故答案为:CaO+H2O=Ca2++2OH-、CaO+2H+=Ca2++H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH )3↓;
(3)FeCl3水解生成Fe(OH)3,沉淀中附着Cl-,可以检验Cl-来判断沉淀是否已经洗涤干净,其操作为取洗涤液少许于试管中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀证明已经洗涤干净;
故答案为:取洗涤液少许于试管中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无沉淀证明已经洗涤干净;
(4)钠元素不能生成沉淀,常用焰色反应检验钠元素,操作为用铂丝蘸取滤液3,放在酒精灯的外焰灼烧,火焰呈黄色,证明含有钠元素,
故答案为:用铂丝蘸取滤液3,放在酒精灯的外焰灼烧,火焰呈黄色,证明含有钠元素;
(5)红棕色固体为Fe(OH)3,证明是否含有Fe3+,首先取红棕色固体少许,用盐酸溶解,滴入2滴KSCN溶液,溶液变为红色,证明含有金属铁元素,
故答案为:取红棕色固体少许,用盐酸溶解,滴入2滴KSCN溶液,溶液变为红色,证明含有金属铁元素.
食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料.
(1)粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如图1:
①提纯粗盐的流程中,实验操作①②③依次为(填操作名称)操作①______,操作②______,操作③______.
②欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4离子,选出沉淀剂所代表的物质,按滴加顺序依次为______、______、______(只填化学式).
提供试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液
(2)如图2为某温度下,Fe(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液的pH,金属阳离子浓度变化情况.据图分析:该温度下,溶度积常数的关系为:Ksp[Fe(OH)3]______Ksp[Mg(OH)2](填:“>”“=”或“<”.下同).b和c两点的c[H+]•c[OH-]的关系为______;由d点到a点可通过______方法实现.
(3)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在U型管两边各滴入几滴酚酞试液,如图3则:
①电解池中的X极上的电极反应式为______,在X极附近观察到的现象是______.
②Y电极上的咆极反应式为______,检验该电极反应产物的方法是______.
正确答案
解:(1)提纯粗盐的流程中,先将粗盐加水溶解,可以得到混合液,过滤,可以将杂质滤去,得到含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4离子的氯化钠溶液,加入相应的试剂,除去杂质离子,过滤,得到氯化钠的溶液,最后蒸发掉水,可以得到氯化钠的固体,
①先将粗盐加水溶解,可以得到混合液,过滤,可以将杂质滤去,最后得到氯化钠的溶液后蒸发掉水,可以得到氯化钠的固体,故答案为:溶解;过滤;蒸发;
②除去粗盐中的可溶性杂质:Mg2+、Fe3+、Ca2+、SO42-时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序,
故答案为:NaOH;BaCl2;Na2CO3(或是其他合理答案);
(2)根据图象上的点可以知道,当阳离子铁离子、镁离子浓度相等时,对应的氢离子浓度的大小关系,结合Ksp(氢氧化铁)=c(Fe3+)•c(OH-)3,Ksp(氢氧化镁)=c(Mg2+)•c(OH-)2,所以KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],水的离子积Kw=c[H+]•c[OH-],只受温度的影响,b、c温度相等,所以b和c两点的c[H+]•c[OH-]是相等的,由d点到a点,pH不变,但是镁离子浓度增加,可以加入氯化镁来实现,
故答案为:<;=;加MgCl2;
(3)①和电源的负极相连的电极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,X电极负极水的电离被破坏,氢氧根离子浓度增大,溶液呈红色,
故答案为:2H++2e-=H2↑;溶液变红色;
②和电源的正极相连的电极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体,气体能使试纸变蓝色,
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体,气体能使试纸变蓝色.
解析
解:(1)提纯粗盐的流程中,先将粗盐加水溶解,可以得到混合液,过滤,可以将杂质滤去,得到含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-4离子的氯化钠溶液,加入相应的试剂,除去杂质离子,过滤,得到氯化钠的溶液,最后蒸发掉水,可以得到氯化钠的固体,
①先将粗盐加水溶解,可以得到混合液,过滤,可以将杂质滤去,最后得到氯化钠的溶液后蒸发掉水,可以得到氯化钠的固体,故答案为:溶解;过滤;蒸发;
②除去粗盐中的可溶性杂质:Mg2+、Fe3+、Ca2+、SO42-时,可以加入过量NaOH(去除镁离子和铁离子):Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Fe3++3OH-═Fe(OH)3↓;加入过量BaCl2(去除硫酸根离子):SO42-+Ba2+=BaSO4↓;加入过量Na2CO3(去除钙离子的多余的钡离子):Ca2++CO32-=CaCO3,碳酸钠必须加在氯化钡之后,氢氧化钠和氯化钡可以颠倒加入的顺序,
故答案为:NaOH;BaCl2;Na2CO3(或是其他合理答案);
(2)根据图象上的点可以知道,当阳离子铁离子、镁离子浓度相等时,对应的氢离子浓度的大小关系,结合Ksp(氢氧化铁)=c(Fe3+)•c(OH-)3,Ksp(氢氧化镁)=c(Mg2+)•c(OH-)2,所以KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],水的离子积Kw=c[H+]•c[OH-],只受温度的影响,b、c温度相等,所以b和c两点的c[H+]•c[OH-]是相等的,由d点到a点,pH不变,但是镁离子浓度增加,可以加入氯化镁来实现,
故答案为:<;=;加MgCl2;
(3)①和电源的负极相连的电极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,X电极负极水的电离被破坏,氢氧根离子浓度增大,溶液呈红色,
故答案为:2H++2e-=H2↑;溶液变红色;
②和电源的正极相连的电极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体,气体能使试纸变蓝色,
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体,气体能使试纸变蓝色.
为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙,得到纯净的NaCl,可将粗盐溶于水,然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序:( )
①过滤
②加过量NaOH溶液
③加适量盐酸
④加过量Na2CO3溶液
⑤加过量BaCl2溶液.
正确答案
解析
解:为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙,得到纯净的NaCl,先过滤除去泥沙,再加NaOH除去Mg2+,加过量BaCl2溶液除去SO42-,加过量Na2CO3溶液除去Ca2+及过量钡离子,过滤除去沉淀,最后加适量盐酸,则正确的顺序为①②⑤④①③,
故选B.
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