- 气体的检验
- 共1690题
苯甲醛在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用.实验室通过如图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛.
试回答下列问题:
(1)Mn2O3氧化甲苯的反应需要不断的搅拌,搅拌的作用是______.
(2)甲苯经氧化后的得到的混合物通过结晶、过滤进行分离.该过程需要将混合物冷却,其目的是______.
(3)实验过程中,可循环使用的物质分别为______、______.
(4)实验中分离甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ的名称是______,其原理是______.
(5)实验中发现,反应时间不同苯甲醛的产率也不同(数据见下表)
请结合苯甲醛的结构,分析当反应时间过长时,苯甲醛产率下降的原因是______.
正确答案
解:根据图示流程可知,甲苯与氧化锰、稀硫酸反应生成硫酸锰、苯甲醛,通过结晶、过滤分离出硫酸锰,对滤液进行油水分离、蒸馏操作获得苯甲醛,其中稀硫酸和甲苯可以循环利用,
(1)固体Mn2O3与液态甲苯反应,接触面积小,反应速率较慢,故反应时需进行搅拌,使反应物充分接触,增大反应速率,
故答案为:使反应物充分接触,增大反应速率;
(2)所得混合物中含MnSO4 苯甲醛等,为使其分离需降低MnSO4的溶解度,所以需要冷却,
故答案为:降低MnSO4的溶解度;
(3)由所给反应的流程图可知,参与循环操作的物质是稀H2SO4和甲苯,
故答案为:稀硫酸;甲苯;
(4)甲苯和苯甲醛是相互溶解的有机物,可利用其沸点的差异,采用蒸馏的方法分离,
故答案为:蒸馏;利用甲苯与苯甲醛的沸点差异,使二者分离;
(5)由于醛基的还原性较强,苯甲醛易被O2等氧化成苯甲酸,故反应所用时间越长,产率越低,
故答案为:部分苯甲醛被氧化成了苯甲酸.
解析
解:根据图示流程可知,甲苯与氧化锰、稀硫酸反应生成硫酸锰、苯甲醛,通过结晶、过滤分离出硫酸锰,对滤液进行油水分离、蒸馏操作获得苯甲醛,其中稀硫酸和甲苯可以循环利用,
(1)固体Mn2O3与液态甲苯反应,接触面积小,反应速率较慢,故反应时需进行搅拌,使反应物充分接触,增大反应速率,
故答案为:使反应物充分接触,增大反应速率;
(2)所得混合物中含MnSO4 苯甲醛等,为使其分离需降低MnSO4的溶解度,所以需要冷却,
故答案为:降低MnSO4的溶解度;
(3)由所给反应的流程图可知,参与循环操作的物质是稀H2SO4和甲苯,
故答案为:稀硫酸;甲苯;
(4)甲苯和苯甲醛是相互溶解的有机物,可利用其沸点的差异,采用蒸馏的方法分离,
故答案为:蒸馏;利用甲苯与苯甲醛的沸点差异,使二者分离;
(5)由于醛基的还原性较强,苯甲醛易被O2等氧化成苯甲酸,故反应所用时间越长,产率越低,
故答案为:部分苯甲醛被氧化成了苯甲酸.
(2010秋•宜宾期末)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的原料,常用①浓NaOH溶液;②CO2;③盐酸作为分离过程使用的试剂.分离流程如下:(为使转化完全,各步所用试剂均为过量)
已知:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-
回答下列问题:
(1)试剂甲是(填编号,下同):______;试剂乙是:______;试剂丙是:______.
(2)各步沉淀的化学式为:沉淀B是:______;沉淀C是:______;沉淀F是:______.
(3)滤液A与试剂乙发生反应的离子方程式为:(若有多个离子反应,要分别写出来)______.
正确答案
③
①
②
SiO2
Fe(OH)3
Al(OH)3
OH-+H+=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
解析
解:若试剂甲为甲为③盐酸,则滤液A中含有铝离子、铁离子,沉淀B为二氧化硅;试剂乙为①浓NaOH溶液,由于除去铁离子,将铝离子转化为偏铝酸根离子,沉淀C为Fe(OH)3,滤液D中含有偏铝酸根离子;试剂丙为二氧化碳,将偏铝酸根转化为沉淀F:Fe(OH)3,Fe(OH)3加热分解得氧化铝;
若试剂甲为NaOH时,则滤液A中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,沉淀B为氧化铁;试剂乙为盐酸,除去硅酸根离子,将偏铝酸根离子转化为铝离子,由于加入的试剂丙必须过量,则试剂丙必须为氨水,而题干中没有氨水,所以该方案不成立,
(1)根据以上分析可知,试剂甲为③盐酸,试剂乙为①浓NaOH溶液,试剂丙为②CO2,
故答案为:③;①;②;
(2)沉淀B为不溶于盐酸的SiO2,沉淀C为氢氧化钠与铁离子反应生成的氢氧化铁沉淀,沉淀F为Al(OH)3,
故答案为:SiO2;Fe(OH)3;Al(OH)3;
(3)滤液A中含有过量的盐酸、铁离子和硫离子,加入过量氢氧化钠溶液后,发生反应的离子方程式有:OH-+H+=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,
故答案为:OH-+H+=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O.
锌钡白是一种白色颜料.工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓,以下是ZnSO4溶液的制备与提纯流程.
请回答有关问题:
【资料】已知Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;菱锌矿的主要成分是ZnCO3(少量FeCO3、Cu2(OH)2CO3及其它杂质);虽都是难溶物质,但Fe(OH)3的溶解度远远小于Fe(OH)2.
(1)①反应中生成气体是______.
(2)②中H2O2的作用是______; 它在酸性条件下氧化Fe2+的化学方程式为______.
(3)反应④的离子方程式为______.
(4)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程中步骤①产生的产物______(填化学式)可以用于步骤______(其中步骤选填①、②、③、⑤).
正确答案
解:由图流程可知,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量FeCO3、Cu2(OH)2CO3等,加硫酸,得到硫酸锌、硫酸亚铁以及硫酸铜的混合溶液,②中加氧化剂双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,再加过量的NaOH,得到含有Na2ZnO2的溶液,金属离子铁离子、铜离子转化为沉淀,则滤渣为Fe(OH)3、Cu(OH)2,反应④通二氧化碳将ZnO22-转化为沉淀,则滤渣为Zn(OH)2,步骤⑤主要发生氢氧化锌与硫酸的反应,得到硫酸锌的溶液,
(1)碳酸锌可以和硫酸之间反应生成硫酸锌以及水、二氧化碳,所以①中产生的气体是二氧化碳,故答案为:CO2;
(2)硫酸锌、硫酸亚铁以及硫酸铜的混合溶液中,加氧化剂双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,以便于步骤③除去,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:将溶液中的Fe2+离子氧化为Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)Na2ZnO2的溶液通二氧化碳,可以将ZnO22-转化为沉淀Zn(OH)2,反应为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-,故答案为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-;
(4)流程中物质的循环使用可以达到综合利用、节能减排的目的,上述流程①中产生的二氧化碳,可以用于④中二氧化碳的来源,故答案为:CO2; ④.
解析
解:由图流程可知,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量FeCO3、Cu2(OH)2CO3等,加硫酸,得到硫酸锌、硫酸亚铁以及硫酸铜的混合溶液,②中加氧化剂双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,再加过量的NaOH,得到含有Na2ZnO2的溶液,金属离子铁离子、铜离子转化为沉淀,则滤渣为Fe(OH)3、Cu(OH)2,反应④通二氧化碳将ZnO22-转化为沉淀,则滤渣为Zn(OH)2,步骤⑤主要发生氢氧化锌与硫酸的反应,得到硫酸锌的溶液,
(1)碳酸锌可以和硫酸之间反应生成硫酸锌以及水、二氧化碳,所以①中产生的气体是二氧化碳,故答案为:CO2;
(2)硫酸锌、硫酸亚铁以及硫酸铜的混合溶液中,加氧化剂双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,以便于步骤③除去,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:将溶液中的Fe2+离子氧化为Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)Na2ZnO2的溶液通二氧化碳,可以将ZnO22-转化为沉淀Zn(OH)2,反应为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-,故答案为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-;
(4)流程中物质的循环使用可以达到综合利用、节能减排的目的,上述流程①中产生的二氧化碳,可以用于④中二氧化碳的来源,故答案为:CO2; ④.
化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质,为了保护环境,这些废液必须经处理后才能排放.某化学实验室产生的酸性废液中含有两种金属离子:Fe3+、Cu2+,化学小组设计了如下图所示的方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境.
(1)操作①的名称是______.
(2)沉淀A中含有的金属单质有______.
(3)操作②中观察到的实验现象是______.
(4)检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是______.
(5)操作③中发生反应生成沉淀C的离子方程式为______.
正确答案
解:(1)操作①加入的过量的铁,由于铁的化学性质比铜都活泼,因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来,同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+,因此在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁,通过过滤得到沉淀和溶液,
故答案为:过滤;
(2)在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁,通过过滤得到沉淀A和溶液A,因此沉淀A中含有金属单质铜、铁,
故答案为:铜、铁;
(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,溶液由浅绿色变为棕黄色,生成的Fe3+,能加快过氧化氢的分解,有少量气泡出现,
故答案为:溶液由浅绿色变为棕黄色,有少量气泡出现;
(4)根据(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,由于Fe3+遇SCN-离子,发生反应:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,溶液呈血红色,所以溶液中滴入KSCN溶液后变红,说明该溶液中含有Fe3+,检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是KSCN溶液,
故答案为:KSCN溶液;
(5)溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,稀氨水中存在下述电离平衡:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,溶液B中加氨水,发生Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,
故答案为:Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;
解析
解:(1)操作①加入的过量的铁,由于铁的化学性质比铜都活泼,因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来,同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+,因此在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁,通过过滤得到沉淀和溶液,
故答案为:过滤;
(2)在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁,通过过滤得到沉淀A和溶液A,因此沉淀A中含有金属单质铜、铁,
故答案为:铜、铁;
(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,溶液由浅绿色变为棕黄色,生成的Fe3+,能加快过氧化氢的分解,有少量气泡出现,
故答案为:溶液由浅绿色变为棕黄色,有少量气泡出现;
(4)根据(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,由于Fe3+遇SCN-离子,发生反应:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,溶液呈血红色,所以溶液中滴入KSCN溶液后变红,说明该溶液中含有Fe3+,检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是KSCN溶液,
故答案为:KSCN溶液;
(5)溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,稀氨水中存在下述电离平衡:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,溶液B中加氨水,发生Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,
故答案为:Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;
(2008秋•龙华区校级期末)工业上用铝土矿(主要成分Al2O3,还含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如图:
(1)写出步骤①②③④的化学方程式(是离子反应的用离子方程式表示)
①______
②______
③______
④______
(2)请写出铝热剂Fe2O3与Al发生反应的化学方程式,并说明该反应的一个用途.
______;
______.
正确答案
解:(1)铝土矿加过量盐酸溶解,Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,所以沉淀为不溶物SiO2;滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,生成的氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,所以沉淀C的成分是氢氧化铁;滤液甲中含有偏铝酸钠和氯化钠,通入过量的二氧化碳可以得到碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-,氢氧化铝沉淀加热可以得到氧化铝,即2Al(OH)3Al2O3+3H2O,即步骤①②③④的化学方程式分别是:
①Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
④2Al(OH)3Al2O3+3H2O,
故答案为::①Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
④2Al(OH)3Al2O3+3H2O;
(2)金属铝可以和氧化铁之间发生铝热反应,得到金属铁和氧化铝,即Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,反应放热,生成的铁是熔融态,该反应可以用来焊接钢轨,故答案为:Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe;焊接钢轨.
解析
解:(1)铝土矿加过量盐酸溶解,Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,所以沉淀为不溶物SiO2;滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,生成的氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,所以沉淀C的成分是氢氧化铁;滤液甲中含有偏铝酸钠和氯化钠,通入过量的二氧化碳可以得到碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-,氢氧化铝沉淀加热可以得到氧化铝,即2Al(OH)3Al2O3+3H2O,即步骤①②③④的化学方程式分别是:
①Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
④2Al(OH)3Al2O3+3H2O,
故答案为::①Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
④2Al(OH)3Al2O3+3H2O;
(2)金属铝可以和氧化铁之间发生铝热反应,得到金属铁和氧化铝,即Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,反应放热,生成的铁是熔融态,该反应可以用来焊接钢轨,故答案为:Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe;焊接钢轨.
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