- 物质的检测
- 共5040题
海水中有丰富的资源,多种多样的海洋动物和植物,海底有丰富的矿藏、石油、天然气等,此外,海水中还含有大量的电解质,它们电离产生Cl-、Br-(溴离子)、SO42-、Na+、Mg2+、Ca2+等,都是重要资源.
(1)写出步骤①、②、④分离提纯的方法:
①______②______④______
(2)步骤②分离提纯过程中需要选用主要玻璃仪器的名称______.
(3)欲除去初步提纯后的粗盐中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4,应向该粗食盐水中依次加入NaOH溶液、______溶液、______溶液,然后过滤;为尽可能除去杂质,每次加入的试剂应______.向所得溶液中滴加______至无气泡产生,再经蒸发结晶得到食盐晶体.
(4)检验淡水中是否含有Cl- 的操作现象及结论______.
(5)写出加入试剂a后,发生反应的离子方程式______.
(6)工业上用电解饱和食盐水的方法生产氯气、氢气和烧碱,请写出利用氯气和消石灰制取漂白粉的化学方程式______.
正确答案
解:(1)步骤①为海水的淡化,可用蒸馏操作分离,②为碘的萃取和分液,④为过滤,粗盐经提纯化学处理后过滤可得到氯化钠溶液,
故答案为:①蒸馏; ②萃取分液; ④过滤;
(2)步骤②分离提纯方法为萃取,需要选用主要玻璃仪器为分液漏斗、烧杯,故答案为:分液漏斗、烧杯;
(3)镁离子会与氢氧根离子、碳酸根离子生成沉淀,钙离子会与碳酸根离子生成沉淀,硫酸根离子会与钡离子生成沉淀,过滤后加入盐酸可以除去过量的碳酸钠和氢氧化钠,需要依次加入稍过量的NaOH、BaCl2 、Na2CO3、过滤、在滤液中加入盐酸至不再有气体生成,将所得溶液加热浓缩、冷却结晶,得到精盐,
故答案为:BaCl2;Na2CO3;稍过量;稀盐酸;
(4)实验室检验Cl-,可利用Cl-与硝酸银反应生成不溶于硝酸的AgCl的性质进行检验,操作方法为取样,先滴加几滴稀硝酸,再滴加硝酸银,若产生白色沉淀则有Cl-,
故答案为:取样,先滴加几滴稀硝酸,再滴加硝酸银,若产生白色沉淀则有Cl-;
(5)加入试剂a后,发生反应的离子方程式为Mg+2H+=Mg2++H2↑,故答案为:Mg+2H+=Mg2++H2↑;
(6)氯气和消石灰反应生成氯化钙和次氯酸钙,反应的化学方程式为2Cl2+2 Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,
故答案为:2Cl2+2 Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
解析
解:(1)步骤①为海水的淡化,可用蒸馏操作分离,②为碘的萃取和分液,④为过滤,粗盐经提纯化学处理后过滤可得到氯化钠溶液,
故答案为:①蒸馏; ②萃取分液; ④过滤;
(2)步骤②分离提纯方法为萃取,需要选用主要玻璃仪器为分液漏斗、烧杯,故答案为:分液漏斗、烧杯;
(3)镁离子会与氢氧根离子、碳酸根离子生成沉淀,钙离子会与碳酸根离子生成沉淀,硫酸根离子会与钡离子生成沉淀,过滤后加入盐酸可以除去过量的碳酸钠和氢氧化钠,需要依次加入稍过量的NaOH、BaCl2 、Na2CO3、过滤、在滤液中加入盐酸至不再有气体生成,将所得溶液加热浓缩、冷却结晶,得到精盐,
故答案为:BaCl2;Na2CO3;稍过量;稀盐酸;
(4)实验室检验Cl-,可利用Cl-与硝酸银反应生成不溶于硝酸的AgCl的性质进行检验,操作方法为取样,先滴加几滴稀硝酸,再滴加硝酸银,若产生白色沉淀则有Cl-,
故答案为:取样,先滴加几滴稀硝酸,再滴加硝酸银,若产生白色沉淀则有Cl-;
(5)加入试剂a后,发生反应的离子方程式为Mg+2H+=Mg2++H2↑,故答案为:Mg+2H+=Mg2++H2↑;
(6)氯气和消石灰反应生成氯化钙和次氯酸钙,反应的化学方程式为2Cl2+2 Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,
故答案为:2Cl2+2 Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______吸收.
a.浓H2SO4 b.稀HNO3 c.NaOH溶液 d.氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在______(填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是______(注明试剂、现象).
(3)由泡铜(主要成分为Cu2O、Cu)冶炼粗铜的化学反应方程式为______.
正确答案
解:(1)由流程图转化可知,气体A中的大气污染物主要是二氧化硫,选择试剂吸收二氧化硫,不能产生新的污染气体,
a.浓H2SO4不能吸收二氧化硫,故a错误;
b.稀HNO3可以吸收二氧化硫,但生成NO污染大气,故b错误;
c.NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,不产生新的污染气体,故c正确;
d.氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,不产生新的污染气体,故d正确;
故答案为:c、d;
(2)Fe3+遇KSCN溶液变为血红色,用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明含有Fe3+;Fe2+具有还原性,可以利用KMnO4溶液检验,取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色褪去,
故答案为:Fe3+;取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色褪去,则溶液中存在Fe2+;
(3)由流程图转化可知,Cu2O与Al反应置换反应生成Al2O3与Cu,反应方程式为3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu,
故答案为:3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu;
解析
解:(1)由流程图转化可知,气体A中的大气污染物主要是二氧化硫,选择试剂吸收二氧化硫,不能产生新的污染气体,
a.浓H2SO4不能吸收二氧化硫,故a错误;
b.稀HNO3可以吸收二氧化硫,但生成NO污染大气,故b错误;
c.NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,不产生新的污染气体,故c正确;
d.氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,不产生新的污染气体,故d正确;
故答案为:c、d;
(2)Fe3+遇KSCN溶液变为血红色,用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明含有Fe3+;Fe2+具有还原性,可以利用KMnO4溶液检验,取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色褪去,
故答案为:Fe3+;取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色褪去,则溶液中存在Fe2+;
(3)由流程图转化可知,Cu2O与Al反应置换反应生成Al2O3与Cu,反应方程式为3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu,
故答案为:3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu;
某研究性学习小组利用废旧铅蓄电池阴、阳极填充物------铅膏(含PbO、PbO2、PbSO4)制备电绝缘材料三盐基硫酸铅(3PbO•PbSO4•H2O),进行资源回收研究,设计实验流程如下:
(1)步骤①铅膏中PbSO4与Na2CO3溶液反应转化为PbCO3,说明溶解度:PbSO4______(填“>”或“<”)PbCO3.
(2)步骤①中PbO2转化为PbCO3的离子方程式是(请配平此离子方程式):PbO2+SO32-+CO32-+______═PbCO3↓+SO42-+OH-.
(3)将步骤①和④的滤液合并,加入______PH=7,再经过______、冷却结晶、______、洗涤、干燥,可获得Na2SO4•10H2O晶体.
(4)若铅膏的质量为78g,步骤①中PbO2和PbSO4全部转化为PbCO3,且PbO未发生反应;步骤②中共收集到5.6LCO2(标准状态),步骤③中获得90.9g PbSO4,则铅膏中PbO的质量分数为______(假设流程中原料无损失).
正确答案
解:铅膏(含PbO、PbO2、PbSO4)中加入亚硫酸钠和碳酸钠之后,铅膏中PbSO4与Na2CO3溶液反应转化为PbCO3和硫酸钠溶液,PbO2转化为PbCO3,其中的PbO和碳酸铅被过滤出来,向其中加入硝酸,可以得到硝酸铅溶液,同时放出二氧化碳气体,向硝酸铅中加入硫酸,发生复分解反应得到硫酸铅和硝酸,向酸性的硫酸铅溶液中加入过量的氢氧化钠溶液过滤可以得到三盐基硫酸铅(3PbO•PbSO4•H2O)和硫酸钠的溶液,硫酸钠溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可以得到硫酸钠的晶体.
(1)铅膏中PbSO4与Na2CO3溶液反应转化为PbCO3和硫酸钠溶液,PbSO4转化为PbCO3,说明溶解度:PbSO4的要大于碳酸铅的,沉淀是向着更难溶的方向转化;
故答案为:>;
(2)反应PbO2+SO32-+CO32-+?→PbCO3↓+SO42-+OH-中,Pb的化合价降低了2价,S的化合价升高了2价,所以PbO2、SO32-、PbCO3、SO42-的系数都是1,根据碳元素守恒,CO32-,的系数是1,根据电荷守恒,OH-的系数是2,根据H元素守恒,反应物中应该添加H2O,即PbO2+SO32-+CO32-+H2O=PbCO3↓+SO42-+2OH-,
故答案为:1,1,1,1,H2O,1,1,2;
(3)将步骤①和④的滤液即硫酸钠溶液合并,其中还会含有过量的氢氧化钠,所以显示碱性,应该加硫酸调节pH到中性,不能引进杂质离子,可以选择硫酸,硫酸钠溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可以得到硫酸钠的晶体.
故答案为:H2SO4;蒸发浓缩;过滤;
(4)PbO和碳酸铅中加入硝酸,可以得到硝酸铅溶液,同时放出二氧化碳气体,步骤②中共收集到5.6L即0.25molCO2(标准状态),根据碳元素守恒,
所以含有碳酸铅是0.25mol,步骤③中获得90.9g即0.3molPbSO4,根据Pb守恒,这些Pb都来自PbO和碳酸铅,所以PbO的物质的量是0.3mol-0.25mol=0.05mol,PbO的质量分数为×100%=14.3%.
故答案为:14.3%.
解析
解:铅膏(含PbO、PbO2、PbSO4)中加入亚硫酸钠和碳酸钠之后,铅膏中PbSO4与Na2CO3溶液反应转化为PbCO3和硫酸钠溶液,PbO2转化为PbCO3,其中的PbO和碳酸铅被过滤出来,向其中加入硝酸,可以得到硝酸铅溶液,同时放出二氧化碳气体,向硝酸铅中加入硫酸,发生复分解反应得到硫酸铅和硝酸,向酸性的硫酸铅溶液中加入过量的氢氧化钠溶液过滤可以得到三盐基硫酸铅(3PbO•PbSO4•H2O)和硫酸钠的溶液,硫酸钠溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可以得到硫酸钠的晶体.
(1)铅膏中PbSO4与Na2CO3溶液反应转化为PbCO3和硫酸钠溶液,PbSO4转化为PbCO3,说明溶解度:PbSO4的要大于碳酸铅的,沉淀是向着更难溶的方向转化;
故答案为:>;
(2)反应PbO2+SO32-+CO32-+?→PbCO3↓+SO42-+OH-中,Pb的化合价降低了2价,S的化合价升高了2价,所以PbO2、SO32-、PbCO3、SO42-的系数都是1,根据碳元素守恒,CO32-,的系数是1,根据电荷守恒,OH-的系数是2,根据H元素守恒,反应物中应该添加H2O,即PbO2+SO32-+CO32-+H2O=PbCO3↓+SO42-+2OH-,
故答案为:1,1,1,1,H2O,1,1,2;
(3)将步骤①和④的滤液即硫酸钠溶液合并,其中还会含有过量的氢氧化钠,所以显示碱性,应该加硫酸调节pH到中性,不能引进杂质离子,可以选择硫酸,硫酸钠溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可以得到硫酸钠的晶体.
故答案为:H2SO4;蒸发浓缩;过滤;
(4)PbO和碳酸铅中加入硝酸,可以得到硝酸铅溶液,同时放出二氧化碳气体,步骤②中共收集到5.6L即0.25molCO2(标准状态),根据碳元素守恒,
所以含有碳酸铅是0.25mol,步骤③中获得90.9g即0.3molPbSO4,根据Pb守恒,这些Pb都来自PbO和碳酸铅,所以PbO的物质的量是0.3mol-0.25mol=0.05mol,PbO的质量分数为×100%=14.3%.
故答案为:14.3%.
实验室中有一瓶KCl和CaCl2的固体混合物,通过下列操作可确定该混合物中KCl和CaCl2的质量比,也可制得纯净的KCl.
请回答下列问题:
①调整零点时,若指针偏向左边,应将右边的螺丝帽向______移动(填左或右).某学生用已知质量为Yg的表面皿,准确称取Wg样品.他在托盘天平的右盘上放入(W+Y)g砝码,在左盘的表面皿上加入样品,此时指针偏向如图,接下来他的操作应为______.
②实验过程中,加入的A是______,检验A是否过量的方法是______.加入的B是______,B物质需要过量的理由是______.得到的固体C是______,检验沉淀C是否洗净的方法是______.
③过滤时,某学生的操作如图,请用文字说明图中操作的错误______.
④该混合物中KCl与CaCl2质量比的计算式为______.
正确答案
解:①托盘天平是根据杠杆原理制成的,指针偏向左边,说明左盘的质量高.因此,若指针偏向左边,应将右边的螺丝帽向右移动;指针向右偏转,说明砝码的质量大于物质的质量,所以应小心加入药品,使指针指向刻度中央.
故答案为:右; 小心加入药品,使指针指向刻度中央.
②加入A物质,能使氯化钙产生沉淀且不引进新的杂质离子,所以应加入碳酸钾溶液,碳酸钾和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾;如果碳酸钾过量,溶液中含有碳酸根离子,碳酸根离子和强酸能发生生成二氧化碳气体,所以检验方法是 取上层澄清溶液少许,加盐酸观察是否有无色气体生成,如果有气体生成就说明过量,否则不过量;
加入的A物质是过量的,所以滤液中含有碳酸根离子,碳酸钾和盐酸反应生成氯化钾和二氧化碳、水,且加热溶液能使盐酸挥发,所以选取盐酸除去碳酸根离子;
由以上分析知,得到的固体是碳酸钙;沉淀上容易沾有氯离子,所以洗涤液中含有氯离子,如果沉淀洗涤干净,洗涤液中就没有氯离子,检验方法是:取最后一次洗出液加入AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀析出.
故答案为:K2CO3; 取上层澄清溶液少许,加盐酸观察是否有无色气体生成; 盐酸;除CaCl2时混入CO32-,加入过量盐酸除去CO32-,且不影响KCl纯度; CaCO3; 取最后一次洗出液加入AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀析出.
③由图知,玻璃棒没有靠在三层滤纸上;漏斗颈底端没有贴在烧杯内壁上.
故答案为:玻璃棒没有靠在三层滤纸上;漏斗颈底端没有贴在烧杯内壁上.
④根据钙原子守恒计算氯化钙的质量.
设氯化钙的质量为x.
CaCO3----CaCl2
100 111
W2 x
x=;
所以氯化钾的质量为=Wg-;
所以氯化钾和氯化钙的质量比为=
.
解析
解:①托盘天平是根据杠杆原理制成的,指针偏向左边,说明左盘的质量高.因此,若指针偏向左边,应将右边的螺丝帽向右移动;指针向右偏转,说明砝码的质量大于物质的质量,所以应小心加入药品,使指针指向刻度中央.
故答案为:右; 小心加入药品,使指针指向刻度中央.
②加入A物质,能使氯化钙产生沉淀且不引进新的杂质离子,所以应加入碳酸钾溶液,碳酸钾和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾;如果碳酸钾过量,溶液中含有碳酸根离子,碳酸根离子和强酸能发生生成二氧化碳气体,所以检验方法是 取上层澄清溶液少许,加盐酸观察是否有无色气体生成,如果有气体生成就说明过量,否则不过量;
加入的A物质是过量的,所以滤液中含有碳酸根离子,碳酸钾和盐酸反应生成氯化钾和二氧化碳、水,且加热溶液能使盐酸挥发,所以选取盐酸除去碳酸根离子;
由以上分析知,得到的固体是碳酸钙;沉淀上容易沾有氯离子,所以洗涤液中含有氯离子,如果沉淀洗涤干净,洗涤液中就没有氯离子,检验方法是:取最后一次洗出液加入AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀析出.
故答案为:K2CO3; 取上层澄清溶液少许,加盐酸观察是否有无色气体生成; 盐酸;除CaCl2时混入CO32-,加入过量盐酸除去CO32-,且不影响KCl纯度; CaCO3; 取最后一次洗出液加入AgNO3溶液,观察是否有白色沉淀析出.
③由图知,玻璃棒没有靠在三层滤纸上;漏斗颈底端没有贴在烧杯内壁上.
故答案为:玻璃棒没有靠在三层滤纸上;漏斗颈底端没有贴在烧杯内壁上.
④根据钙原子守恒计算氯化钙的质量.
设氯化钙的质量为x.
CaCO3----CaCl2
100 111
W2 x
x=;
所以氯化钾的质量为=Wg-;
所以氯化钾和氯化钙的质量比为=
.
氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料,以碱金属或碱土金属氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)为电解质进行电解制取铝的方法.
(1)氯化铝融盐电解法需要先制纯氧化铝.以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料通过以下途径提纯氧化铝:
①依次写出X、Y的成分______,______.
②如图所示在实验室中进行过滤,操作中的两处错误分别是______;______.
(2)制备无水氯化铝的反应为:2Al2O3+6Cl24AlCl3+3O2
③为促进该反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原理是______.
④加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2AlCl3+X↑,为确定气体X是否是混合气体,某同学将X依次通过灼热的氧化铜和澄清的石灰水,再根据现象判断.该操作是否正确?(填正确、不正确或无法判断)______,请说明理由______.
(3)现在工业上通常用电解熔融氧化铝方式制取铝,理论上生产1吨铝消耗的氧化铝的质量______(填“大于”、“小于”、“等于”)氯化铝质量.
正确答案
解:(1)①滤液乙能与氨水反应生成氢氧化铝沉淀,则滤液乙中含有铝离子,所以Y应该是盐酸,则滤液甲中含有AlO2-、SiO32-,因此X为NaOH;氧化铁和氢氧化钠不反应,过量得到氧化铁;硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀,过量得到氯化铝和盐酸的混合液,加入氨气即生成氢氧化铝沉淀,
故答案为:NaOH溶液;稀盐酸;
②根据装置图可知,该装置是过滤装置,过滤过程中,必须使用玻璃棒引流、滤纸边缘必须高于漏斗边缘,所以装置中的主要的错误为:没有使用玻璃棒引流、滤纸边缘高于漏斗边缘,
故答案为:没有使用玻璃棒引流;滤纸边缘高于漏斗边缘;
(2)③在加热的条件下,碳与O2反应,生成CO或CO2,降低了氧气的浓度,有利于反应正向进行,
故答案为:碳与O2反应,有利于反应正向进行;
④由于在加热的条件下,CO能和氧化铜反应生成CO2,所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若反应产物有CO会被氧化成生成CO2,无法确定原产物中是否有CO2,所以该操作不正确,
故答案为:不正确;将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若有CO就会生成CO2,这样就无法确定原来是否有CO2;
(3)根据原子守恒可知,1mol氧化铝可以生成2mol氯化铝,1mol氧化铝的质量是102g,2mol氯化铝的质量是:2mol×133.5g/mol=267g,所以获得相同量的铝单质,氧化铝的质量小于氯化铝的质量,
故答案为:小于.
解析
解:(1)①滤液乙能与氨水反应生成氢氧化铝沉淀,则滤液乙中含有铝离子,所以Y应该是盐酸,则滤液甲中含有AlO2-、SiO32-,因此X为NaOH;氧化铁和氢氧化钠不反应,过量得到氧化铁;硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀,过量得到氯化铝和盐酸的混合液,加入氨气即生成氢氧化铝沉淀,
故答案为:NaOH溶液;稀盐酸;
②根据装置图可知,该装置是过滤装置,过滤过程中,必须使用玻璃棒引流、滤纸边缘必须高于漏斗边缘,所以装置中的主要的错误为:没有使用玻璃棒引流、滤纸边缘高于漏斗边缘,
故答案为:没有使用玻璃棒引流;滤纸边缘高于漏斗边缘;
(2)③在加热的条件下,碳与O2反应,生成CO或CO2,降低了氧气的浓度,有利于反应正向进行,
故答案为:碳与O2反应,有利于反应正向进行;
④由于在加热的条件下,CO能和氧化铜反应生成CO2,所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若反应产物有CO会被氧化成生成CO2,无法确定原产物中是否有CO2,所以该操作不正确,
故答案为:不正确;将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若有CO就会生成CO2,这样就无法确定原来是否有CO2;
(3)根据原子守恒可知,1mol氧化铝可以生成2mol氯化铝,1mol氧化铝的质量是102g,2mol氯化铝的质量是:2mol×133.5g/mol=267g,所以获得相同量的铝单质,氧化铝的质量小于氯化铝的质量,
故答案为:小于.
以水氯镁石(主要成分为MgCl2•6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(l) 上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为______,检验其中粒子的实验方法是______
(2)上述过程中的过滤操作所用的主要玻璃仪器有______
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO.取碱式碳酸镁4.66g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L,通过计算确定碱式碳酸镁的化学式(写出计算过程,否则不得分)
正确答案
解:水氯镁石(主要成分为MgCl2•6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程:加水溶解,通入氨气,氨气极易溶于水,得到碱性的氨水,再加入碳酸氢铵,再进行热水解可以将镁离子沉淀下来,形成碱式碳酸镁沉淀,过滤即可得到目标化合物.
(1)根据流程判断所得滤液的成分中含有的离子有氯离子和铵根离子,故所得的滤液中含NH4Cl,根据铵根离子可以和强碱之间反应生成氨气来检验铵根离子,取少量该固体于试管中配成溶液,加入适量的氢氧化钠溶液,然后加热试管,将湿润的红色石蕊试纸(或PH试纸)放在试管口,试纸变蓝,则可说明其中有铵根离子存在
故答案为:NH4Cl;取少量该固体于试管中配成溶液,加入适量的氢氧化钠溶液,然后加热试管,将湿润的红色石蕊试纸(或PH试纸)放在试管口,试纸变蓝,则可说明其中有铵根离子存在.
(2)过滤操作所用的主要玻璃仪器有:玻璃棒、漏斗、烧杯;故答案为:玻璃棒、漏斗、烧杯;
(3)根据题意:碱式碳酸镁4.66g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L,即n(CO2)=0.896L/22.4L•mol-1=4.00×10-2 mol,n(MgO)=2.00g/40g•mo l-1=5.00×10-2 mol,n(H2O)==5.00×10-2 mol,n(MgO):n(CO):n(H2O)=5.00×10-2:4.00×10-2:5.00×10-2=5:4:5,所以碱式碳酸镁的化学式为:Mg(OH)2•4 MgCO3•4H2O(或Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O).
故答案为:Mg(OH)2•4 MgCO3•4H2O(或Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O).
解析
解:水氯镁石(主要成分为MgCl2•6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程:加水溶解,通入氨气,氨气极易溶于水,得到碱性的氨水,再加入碳酸氢铵,再进行热水解可以将镁离子沉淀下来,形成碱式碳酸镁沉淀,过滤即可得到目标化合物.
(1)根据流程判断所得滤液的成分中含有的离子有氯离子和铵根离子,故所得的滤液中含NH4Cl,根据铵根离子可以和强碱之间反应生成氨气来检验铵根离子,取少量该固体于试管中配成溶液,加入适量的氢氧化钠溶液,然后加热试管,将湿润的红色石蕊试纸(或PH试纸)放在试管口,试纸变蓝,则可说明其中有铵根离子存在
故答案为:NH4Cl;取少量该固体于试管中配成溶液,加入适量的氢氧化钠溶液,然后加热试管,将湿润的红色石蕊试纸(或PH试纸)放在试管口,试纸变蓝,则可说明其中有铵根离子存在.
(2)过滤操作所用的主要玻璃仪器有:玻璃棒、漏斗、烧杯;故答案为:玻璃棒、漏斗、烧杯;
(3)根据题意:碱式碳酸镁4.66g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L,即n(CO2)=0.896L/22.4L•mol-1=4.00×10-2 mol,n(MgO)=2.00g/40g•mo l-1=5.00×10-2 mol,n(H2O)==5.00×10-2 mol,n(MgO):n(CO):n(H2O)=5.00×10-2:4.00×10-2:5.00×10-2=5:4:5,所以碱式碳酸镁的化学式为:Mg(OH)2•4 MgCO3•4H2O(或Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O).
故答案为:Mg(OH)2•4 MgCO3•4H2O(或Mg5(OH)2(CO3)4•4H2O).
利用明矾石(主要成分是K2SO4•Al2(SO4)3•2Al2O3•6H2O,此外还含有少量Fe2O3杂质)制备Al2O3、K2FeO4和H2SO4的工艺流程如图甲:
(1)“焙烧”过程中反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3S 2Al2O3+9SO2,该反应中若生成102g Al2O3,转移的电子数目为______(用NA表示阿伏伽德罗常数).
(2)写出化学式:沉淀Ⅰ是______,沉淀Ⅱ是______.
(3)熟料溶解时反应的离子方程式为______.
(4)写出Cl2将沉淀Ⅱ氧化为K2FeO4的化学方程式:______.
(5)K2FeO4也可以铁为电极,通过电解浓的KOH溶液来制取,写出电解法制取K2FeO4的阳极反应式:______.
(6)该流程的废气中含有SO2,可利用图乙所示电解装置吸收SO2.写出装置内所发生反应的离子方程式______.
正确答案
6NA
Al(OH)3
Fe(OH)3
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O
Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O
SO2+2H2O+Cu2+4H++SO42-+Cu
解析
解:利用明矾石(主要成分是K2SO4•Al2(SO4)3•2Al2O3•6H2O,此外还含有少量Fe2O3杂质)制备Al2O3、K2FeO4和H2SO4的工艺流程:明矾脱水后主要成分是K2SO4•Al2(SO4)3•2Al2O3,“焙烧”Al2(SO4)3中+6价降低为SO2中+4价,Al2(SO4)3是氧化剂,硫单质为还原剂,发生2Al2(SO4)3+3S 2Al2O3+9SO2,熟料溶解为氧化铝与氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾,离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,熟料溶解所得的溶液中含有K+、SO42-、AlO2-、OH-等,加硫酸调PH值,AlO2-转化为Al(OH)3,灼烧生成Al2O3,母液中离子主要有K+、SO42-,含有溶质为K2SO4,滤渣为Fe2O3,加硫酸Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,
X为Fe2(SO4)3,加氢氧化钾Fe2(SO4)3+6KOH=2Fe(OH)3↓+3K2SO4,通入氯气:2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O,制得K2FeO4;
(1)反应中硫元素化合价由Al2(SO4)3中+6价降低为SO2中+4价,反应中硫单质中硫元素化合价由0价升高为SO2中+4价,生成102gAl2O3的物质的量为n==
=1mol,需要硫的物质的量为1mol×
=1.5mol,转移电子的物质的量为1.5mol×4=6mol,转移电子数目为N=nNA=6mol×NAmol-1=6NA,
故答案为:6NA;
(2)分析流程结合氧化铝的性质可知,铝土矿中的氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,氧化铁不和氢氧化钠溶液反应过滤得到滤渣为氧化铁,熟料溶解为氧化铝与氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾,离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,熟料溶解所得的溶液中含有K+、SO42-、AlO2-、OH-等,加硫酸调PH值,AlO2-转化为Al(OH)3,沉淀Ⅰ是Al(OH)3;滤渣为Fe2O3,加硫酸Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,X为Fe2(SO4)3,加氢氧化钾Fe2(SO4)3+6KOH=2Fe(OH)3↓+3K2SO4,沉淀Ⅱ是Fe(OH)3,
故答案为:Al(OH)3;Fe(OH)3;
(3)由工艺流程可知,熟料溶解为氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,
故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;
(4)沉淀Ⅱ是Fe(OH)3,氯气将+3价的铁氧化成+6价,自身被还原成-1价,发生反应为:2Fe(OH)3+3Cl2+10 KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O,
故答案为:2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH═2K2FeO4+6KCl+8H2O;
(5)阳极是铁失电子在碱性溶液中发生氧化反应生成FeO42-;电极反应为:Fe+8OHˉ-6eˉ=FeO42-+4H2O,
故答案为:Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O;
(6)电解时阳极发生反应生成SO42-,阴极Cu2+得到电子生成Cu,装置内所发生反应的离子方程式为:SO2+2H2O+Cu2+4H++SO42-+Cu,
故答案为:SO2+2H2O+Cu2+4H++SO42-+Cu;
(2015•赤峰二模)硫酸铅广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等.利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下:
已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb,还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质.25℃时,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(PbSO4)=1.6×10-8.
(1)已知步骤Ⅰ有NO产生,浸出液中含量最多的阳离子是Pb2+.分别写出PbO、Pb参加反应的化学方程式______、______.
(2)步骤Ⅰ需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余,目的是______.
(3)母液可循环利用于步骤Ⅰ,其溶质主要是______(填一种物质化学式),若母液中残留的SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是______.
(4)产品PbSO4还需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤,目的是除去______.
(5)铅蓄电池的电解液是硫酸,充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,充电时阴极的电极反应式为______.
正确答案
解:(1)氧化铅属于碱性氧化物和硝酸反应生成盐和水,根据题给信息硝酸把铅氧化成Pb2+,硝酸被还原成NO,故反应方程式为PbO+2HNO3=Pb(NO3)2+H2O、3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O;
故答案为:PbO+2HNO3=Pb(NO3)2+H2O;3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(2)若硝酸过量,则过量的硝酸会和银反应生成硝酸银,产品中会有杂质,所以步骤I需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余,其目的是防止Ag被溶解进入溶液,
故答案为:防止Ag被溶解进入溶液(或使Ag留在浸出渣中);
(3)Pb(NO3)2溶液加硫酸后生成硫酸铅沉淀和硝酸,所以母液可循环利用于步骤I,其溶质主要是HNO3,
若母液中残留的SO42-过多,浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率;
故答案为:HNO3;浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率;
(4)硫酸钙微溶,易沉淀在PbSO4表面,所以需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤,除去CaSO4,故答案为:CaSO4杂质;
(5)充电过程中原电池的负极连接电源负极做电解池的阴极发生还原反应,电极反应为:PbSO4+2e-=Pb+SO42-,故答案为:PbSO4+2e-=Pb+SO42-.
解析
解:(1)氧化铅属于碱性氧化物和硝酸反应生成盐和水,根据题给信息硝酸把铅氧化成Pb2+,硝酸被还原成NO,故反应方程式为PbO+2HNO3=Pb(NO3)2+H2O、3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O;
故答案为:PbO+2HNO3=Pb(NO3)2+H2O;3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(2)若硝酸过量,则过量的硝酸会和银反应生成硝酸银,产品中会有杂质,所以步骤I需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余,其目的是防止Ag被溶解进入溶液,
故答案为:防止Ag被溶解进入溶液(或使Ag留在浸出渣中);
(3)Pb(NO3)2溶液加硫酸后生成硫酸铅沉淀和硝酸,所以母液可循环利用于步骤I,其溶质主要是HNO3,
若母液中残留的SO42-过多,浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率;
故答案为:HNO3;浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率;
(4)硫酸钙微溶,易沉淀在PbSO4表面,所以需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤,除去CaSO4,故答案为:CaSO4杂质;
(5)充电过程中原电池的负极连接电源负极做电解池的阴极发生还原反应,电极反应为:PbSO4+2e-=Pb+SO42-,故答案为:PbSO4+2e-=Pb+SO42-.
某工业废液中含有大量的K+、Cl-、Br-,还有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-.若取这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2)可设计如下流程:
可供试剂a、b的选择试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2、KMnO4(H+)溶液、稀HNO3.
(1)试剂a应该选用______;
(2)操作①、②、③、④、⑤的名称是______(选填字母编号).
a.萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶
b.萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶
c.分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶
d.萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶
(3)除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO42-离子,选出b所代表的试剂,按滴加顺序依次是______(填写化学式).
(4)调节pH的作用是______.
正确答案
H2O2
b
BaCl2、KOH、K2CO3
除去过量的OH-、CO32-
解析
解:为制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),必须加入氧化剂把Br-氧化成液溴,且不能引入新杂质,以防得不到纯净的氯化钾晶体,生成的含有液溴的溶液通过萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶一系列操作③深红棕色液体Br2,无色液体Ⅱ通过调节PH值除去过量的OH-、CO32-得到纯净的氯化钾溶液,经过操作⑤结晶制得氯化钾晶体,
(1)废液中含有Br-,要转化为Br2,要加入氧化剂,不能引入新的杂质,所以试剂a是H2O2,故答案为:H2O2;
(2)加入CCl4的目的是萃取;紧接着萃取后的操作是将有机层与水层分开,叫做分液;从含有溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴的操作,是将两种相互混溶的液体进行分离的操作,叫做蒸馏;操作④完成后得到固体A和无色液体I,分离固体和液体的操作是过滤;操作⑤是从溶液中得到能溶解于水的氯化钾晶体,是蒸发结晶;所以操作①、②、③、④、⑤的名称依次为萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶;故答案为:b;
(3)用KOH溶液与Ca2+、Mg2+反应生成Ca(OH)2、Mg(OH)2,除去Mg2+和大部分Ca2+,用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去Ba2+,最后用饱和的K2CO3除去余下的少量Ca2+和后来加入的Ba2+,此处不能选用Na2CO3溶液,否则会引入新的Na+,K2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否则会引入Ba2+,所以所需的试剂按滴加顺序依次为:BaCl2、KOH、K2CO3,故答案为:BaCl2、KOH、K2CO3;
(4)由于加入的KOH、K2CO3是过量的,所以要调节PH除去多余的OH-、CO32-,故答案为:除去过量的OH-、CO32-.
钨是重要的战略元素,钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、切削金属,是一种用途较广的金属.工业上从经过预处理的钨矿原料(主要成分是FeWO4、MnWO4还含有Si、P、As的化合物等)制备WO4,然后通过煅烧还原三氧化钨生产钨粉.其中生产WO3的流程如下:同答下列问题:
(1)上述流程中,操作甲的名称是______.
(2)pH=10的溶液中含有的杂质阴离子有SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等.加入H2O2的目的是______,其离子方程式为:______.
(3)钨矿原料“碱分解”时的浸出率与原料中的CaO含量、NaOH浓度、碱用量等都有关系,如下表所示.
钨矿原料碱分解时的浸出率受NaOH浓度等因素影响的关系表
注:碱用量的单位为理论量的倍数
下列说法正确的是______.
A.增大NaOH浓度,浸出率增大
B.增大碱用量,浸出率一定增大
C.增大碱用量,浸出率一定减小
D.原料中CaO的含量增大,则浸出率增大
(4)在“净化”阶段,加入MgCl2的目的是使混合溶液中的其余酸根离子沉淀下来.此时尽量使溶液pH=10,以免产生Mg(0H)2沉淀,溶液中c(Mg2+)应不超过______{Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12}.
正确答案
解:钨矿原料加入氢氧化钠溶解,得到粗钨酸钠溶液,再加硫酸调节pH=10得含有的杂质阴离子有SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等的溶液,加入双氧水,将HAsO32-氧化成HAsO42-,再加氯化镁沉淀SiO32-、HAsO42-、HPO42-等,过滤所得溶液主要为钨酸钠溶液,进一步提纯得到WO4;
(1)根据以上分析,操作甲的名称是过滤,故答案为:过滤;
(2)根据以上分析,加入H2O2的目的是将HAsO32-氧化成HAsO42-,离子方程式为H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O,故答案为:氧化HAsO32-;H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O;
(3)根据图表数据分析,增大NaOH浓度,浸出率增大;增大CaO浓度,浸出率减小;所以增大碱用量,浸出率不一定增大或减小,故选:A;
(4)根据C(Mg2+)==
=5.6×10-4mol/L,故答案为:5.6×10-4mol/L;
解析
解:钨矿原料加入氢氧化钠溶解,得到粗钨酸钠溶液,再加硫酸调节pH=10得含有的杂质阴离子有SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等的溶液,加入双氧水,将HAsO32-氧化成HAsO42-,再加氯化镁沉淀SiO32-、HAsO42-、HPO42-等,过滤所得溶液主要为钨酸钠溶液,进一步提纯得到WO4;
(1)根据以上分析,操作甲的名称是过滤,故答案为:过滤;
(2)根据以上分析,加入H2O2的目的是将HAsO32-氧化成HAsO42-,离子方程式为H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O,故答案为:氧化HAsO32-;H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O;
(3)根据图表数据分析,增大NaOH浓度,浸出率增大;增大CaO浓度,浸出率减小;所以增大碱用量,浸出率不一定增大或减小,故选:A;
(4)根据C(Mg2+)==
=5.6×10-4mol/L,故答案为:5.6×10-4mol/L;
电镀工业中往往产生大量的有毒废水,必须严格处理后才可以排放.某种高浓度有毒的含A离子(阴离子)废水在排放前的处理过程如图:
已知:9.0g沉淀D在氧气中灼烧后,产生8.0g黑色固体,生成的气体通过足量澄清石灰水时,产生10.0g白色沉淀,最后得到的混合气体除去氧气后,还剩余1.12L氮气.
(1)沉淀D的化学式是______.
(2)滤液C中还含有微量的A离子,通过反应②,可将其转化为对环境无害的物质,试用离子方程式表示该原理______.
(3)反应①为制得某种元素的低价X离子,试从氧化还原反应的角度分析,是否可以用Na2SO3溶液来代替B溶液______,
并设计实验证明所用Na2SO3溶液是否变质______.
正确答案
CuCN
2CN-+5ClO-+2H+=5C1-+2CO2↑+N2↑+H2O
可以,因为Na2SO3有还原性,有可能将Cu2+还原为Cu+
取少最Na2SO3溶液,先加入BaCl2溶液,再加入足量稀盐酸,观察有无沉淀.若有,说明Na2SO3溶液己变质;或取少量Na2SO3溶液,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,观察有无沉淀.若有,说明Na2SO3溶液己变质
解析
解:9.0g沉淀D在氧气中灼烧后,产生8.0g黑色固体,黑色固体应为CuO,生成的气体通过足量澄清石灰水时,产生10.0g白色沉淀,白色沉淀为CaCO3,其物质的量为=0.1mol,碳元素质量为0.1mol×12g/mol=1.2g,氮气的物质的量为
=0.05mol,CuO的物质的量为
=0.1mol,C、N、Cu元素总质量为1.2g+1.4g+0.1mol×64g/mol=9g,等于沉淀D的质量,故D由Cu、C、N三种元素组成,且三原子物质的量之比为0.1mol:0.1mol:0.05mol×2=1:1:1,故D的化学式为CuCN,A离子为CN-离子、X为Cu+离子,B应为具有还原性的物质,
(1)由以上分析可知沉淀D的化学式是:CuCN,故答案为:CuCN;
(2)CN-离子与NaClO在酸性条件转化为对环境无害的物质,应是生成氮气、二氧化碳,还有氯化钠与水生成,反应离子方程式为:2CN-+5ClO-+2H+=5Cl-+N2↑+2CO2↑+H2O,
故答案为:2CN -+5ClO-+2H+=5C1-+2CO2↑+N2↑+H2O;
(3)Na2SO3具有还原性,有可能将Cu2+还原为Cu+离子,可以用Na2SO3溶液来代替B溶液;
Na2SO3溶液变质为生成Na2SO4,检验Na2SO3溶液是否变质的方法为:取少最Na2SO3溶液,先加入BaCl2溶液,再加入足量稀盐酸,观察有无沉淀.若有,说明Na2SO3溶液己变质;或取少量Na2SO3溶液,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,观察有无沉淀.若有,说明Na2SO3溶液己变质,
故答案为:可以,因为Na2SO3有还原性,有可能将Cu2+还原为Cu+;
取少最Na2SO3溶液,先加入BaCl2溶液,再加入足量稀盐酸,观察有无沉淀.若有,说明Na2SO3溶液己变质;或取少量Na2SO3溶液,先加入足量稀盐酸,再加入BaCl2溶液,观察有无沉淀.若有,说明Na2SO3溶液己变质.
(2014秋•垫江县校级期末)实验用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体,经历下列过程,已知Fe3+在pH=5时已完全沉淀,其中分析错误的是( )
正确答案
解析
解:A.CuCO3和CuO都与溶液中H+反应,起到调节溶液pH的作用,并不引入新的杂质,故A正确;
B.步骤②中发生的主要反应为:H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O,故B正确;
C.固体具有吸附性,过滤时表面有可溶性物质,可向滤出晶体的漏斗中加少量水浸没晶体,自然流下,重复2-3次,可洗涤晶体,故C正确;
D.配制240mL 1mol/L的CuSO4溶液,需选250mL容量瓶,则需称量CuSO4•5H2O的质量为0.25L×1mol/L×250g/mol=62.5g,故D错误;
故选D.
氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗.纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:
工业ZnO浸出液
滤液
滤液
滤饼
ZnO
提示:在本实脸条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化:高锰酸钾的还原产物是MnO2
回答下列问题:
(1)反应②中除掉的杂质离子是______,发生反应的离子方程式为______;加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是______;
(2)反应③的反应类型为______.过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有______;
(3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是______.
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3•xZn(OH)2.取干操后的滤饼11.2g,煅烧后可得到产品8.1g.则x等于______.
正确答案
解:纯化工业级氧化锌和稀硫酸反应导致溶液中存在Fe2+、Mn2+、Zn2+和Ni2+,向浸出液中加入适量高锰酸钾溶液并调节溶液的pH约为5,Ni(Ⅱ)不能被氧化,Fe2+、Mn2+被氧化而被除去,同时溶液中有MnO2生成,过滤后,向滤液中加入Zn过滤,Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni,溶液中存在Zn2+,向滤液中加入碳酸钠溶液,生成碳酸锌沉淀,煅烧碳酸锌沉淀生成ZnO,
(1)通过以上分析知,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,将Fe2+、Mn2+氧化生成铁离子、MnO2,Zn2+和Ni2+与酸性高锰酸钾溶液不反应,所以反应②中除掉的杂质离子是Fe2+和Mn2+,发生的离子反应有MnO4-+3Fe2++7H2O═MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+、3Mn2++2MnO4-+2H2O═5MnO2↓+4H+,如果溶液的pH较低,溶液呈酸性,则不能生成Fe(OH)3和MnO2沉淀而导致无法除去Fe2+和Mn2+,
故答案为:Fe2+和Mn2+;MnO4-+3Fe2++7H2O═MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+; 3Mn2++2MnO4-+2H2O═5MnO2↓+4H+;不会形成Fe(OH)3和MnO2沉淀,或无法除去Fe2+和Mn2+;
(2)过滤后,向滤液中加入Zn过滤,Zn和Ni2+发生置换反应生成Ni,Ni不溶于水,所以滤渣中含有Ni和Zn,
故答案为:置换反应;Ni;
(3)如果沉淀洗涤不干净,则洗涤液中含有硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀,其检验方法是:取最后一次洗涤液少量,滴入稀盐酸,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成,证明洗涤干净,
故答案为:取最后一次洗涤液少量,滴入稀盐酸,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成,证明洗涤干净;
(4)设ZnCO3•xZn(OH)2的物质的量为ymol,ZnCO3•xZn(OH)2煅烧得到ZnO,则固体质量减少的质量为二氧化碳、水的质量,n(ZnO)==0.1mol,
根据固体质量减少的质量、ZnO的物质的量列方程式为
44y+18xy=11.2-8.1
y+xy=0.1
解得 x=1
y=0.05
故答案为:1.
解析
解:纯化工业级氧化锌和稀硫酸反应导致溶液中存在Fe2+、Mn2+、Zn2+和Ni2+,向浸出液中加入适量高锰酸钾溶液并调节溶液的pH约为5,Ni(Ⅱ)不能被氧化,Fe2+、Mn2+被氧化而被除去,同时溶液中有MnO2生成,过滤后,向滤液中加入Zn过滤,Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni,溶液中存在Zn2+,向滤液中加入碳酸钠溶液,生成碳酸锌沉淀,煅烧碳酸锌沉淀生成ZnO,
(1)通过以上分析知,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,将Fe2+、Mn2+氧化生成铁离子、MnO2,Zn2+和Ni2+与酸性高锰酸钾溶液不反应,所以反应②中除掉的杂质离子是Fe2+和Mn2+,发生的离子反应有MnO4-+3Fe2++7H2O═MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+、3Mn2++2MnO4-+2H2O═5MnO2↓+4H+,如果溶液的pH较低,溶液呈酸性,则不能生成Fe(OH)3和MnO2沉淀而导致无法除去Fe2+和Mn2+,
故答案为:Fe2+和Mn2+;MnO4-+3Fe2++7H2O═MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+; 3Mn2++2MnO4-+2H2O═5MnO2↓+4H+;不会形成Fe(OH)3和MnO2沉淀,或无法除去Fe2+和Mn2+;
(2)过滤后,向滤液中加入Zn过滤,Zn和Ni2+发生置换反应生成Ni,Ni不溶于水,所以滤渣中含有Ni和Zn,
故答案为:置换反应;Ni;
(3)如果沉淀洗涤不干净,则洗涤液中含有硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀,其检验方法是:取最后一次洗涤液少量,滴入稀盐酸,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成,证明洗涤干净,
故答案为:取最后一次洗涤液少量,滴入稀盐酸,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成,证明洗涤干净;
(4)设ZnCO3•xZn(OH)2的物质的量为ymol,ZnCO3•xZn(OH)2煅烧得到ZnO,则固体质量减少的质量为二氧化碳、水的质量,n(ZnO)==0.1mol,
根据固体质量减少的质量、ZnO的物质的量列方程式为
44y+18xy=11.2-8.1
y+xy=0.1
解得 x=1
y=0.05
故答案为:1.
MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节.某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下:
(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的______(写化学式)转化为可溶性物质.
(2)完成第②步反应的离子方程式并配平:
□______+□ClO3-+□______=□MnO2↓+□Cl2↑+□______.
(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、______、______.
已知蒸发得到的固体中含有NaClO3和NaOH,则一定还含有______(写化学式).
(4)用浓硫酸来配制本实验需要的稀硫酸,进行如下操作,其中会使所配溶液浓度偏高的是______
A 用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后,用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移到小烧杯中
B 定容时仰视
C用量筒量取浓硫酸时,读数时仰视
D容量瓶中有水,未进行干燥
(5)若粗MnO2样品的质量为12.69g,第①步反应后,经过滤得到8.7g MnO2,并收集到0.224L CO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要______mol NaClO3.
正确答案
MnO和MnCO3
5Mn2+
4H2O
8H+
蒸发皿
玻璃棒
NaCl
AC
0.02
解析
解:由制备流程可知,MnO2不溶于硫酸,样品中的MnCO3和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,滤液中含MnSO4,第②步发生5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,第③步中发生氯气与热的NaOH发生氧化还原反应生成NaCl、NaClO3、水,溶液蒸发可得到固体.
(1)只有MnO2不与硫酸反应,则MnO和MnCO3转化为可溶性物质,故答案为:MnO和MnCO3;
(2)MnSO4要转化为MnO2,需失去电子,故需要加入NaClO3做氧化剂,依据得失电子守恒可以配平,所以反应的化学方程式是:5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,因此反应的离子方程式是:5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+,故答案为:5Mn2+;2;4H2O;5;1;8H+;
(3)第③属于蒸发,所以所需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒;Cl2通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应,且氯气既做氧化剂又做还原剂,NaClO3属于氧化产物,因此一定有还原产物NaCl,故答案为:蒸发皿;玻璃棒;NaCl;
(4)A.量筒使用错误,使用量同时不需要洗涤量筒,若洗涤量筒并将洗涤液倒入烧杯,相当多量取硫酸,n值偏高,c偏高,故A正确;
B.定容时仰视液面导致液体的体积偏大,所配制溶液的物质的量浓度偏低,故B错误;
C.用量筒量取浓硫酸时,读数时仰视,导致浓硫酸液体的体积偏大,n值偏高,c偏高,故C正确;
D.容量瓶水洗未干燥,对溶质的物质的量和溶液的体积无影响,所以对配制溶液的物质的量浓度无影响,故D错误;
故选AC;
(5)由题意知样品中的MnO和MnCO3质量为12.69g-8.7 g=3.99g.由方程式H2SO4+MnCO3=MnSO4+H2O+CO2↑可知MnCO3的物质的量为0.01mol,质量为115g/mol×0.01mol=1.15g,所以MnO的质量为3.99g-1.15g=2.84g,其物质的量为=0.04mol,因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为0.05mol,根据方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,可计算出需要NaClO3的物质的量为0.02mol,故答案为:0.02.
我国柴达木盆地拥有丰富的盐矿资源,其中的液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种成分.某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作①需要的玻璃仪器有______;固体A名称是______.检验操作①得到的无色溶液中Cl-的方案是:______.
(2)工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如下:
该研究小组在参观了溴的生产流程后,准备以盐湖苦卤为原料设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去):
①检验装置A气密性的方法是______.
②该装置中的橡胶制品均要用特定的材料保护,其原因是______.
(3)某同学提出一种新的方案,对上述操作①后无色溶液进行除杂提纯,其方案流程如下:
有关资料:
(1)试剂B的化学式为______.
(2)有同学提出从经济上考虑可以用石灰乳代替试剂A进行实验,经讨论,其他同学一致认为该提议不可行,他们的理由是______.
(3)实验过程中,若要确保Mg2+完全除尽,用广泛pH试纸测定溶液的pH应≥______.(若离子浓度小于10-5mol•L-1可视作已被完全除尽)
正确答案
解:(1)最开始加的氧化剂将Br-氧化生成Br2,由加入CCl4可知,是用萃取剂萃取Br2,所以操作①是萃取,用到的玻璃仪器是分液漏斗、烧杯;
由实验目的制取较纯净的氯化钾晶体可知,要除掉无色溶液中的Mg2+、SO42-,因此固体A为硫酸镁;
硫酸银是微溶,影响氯离子的检验,因此先加过量的硝酸钡除掉SO42-,静置,在上层清液中加入用HNO3酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明有Cl-;
故答案为:分液漏斗、烧杯;硫酸镁;取少量无色溶液,加入过量硝酸钡溶液,静置,在上层清液中加入用HNO3酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明有Cl-;
(2)①装置气密性的检验可采用微热法,可用热空气代替加热,往蒸馏烧瓶中加入适量的水,塞紧塞子,再打开导管a上的活塞,关闭导管b上的活塞和止水夹c,往导管a通入空气,再关闭导管a上的活塞,若导管b中能上升一段稳定的水柱,则表明装置A气密性良好,
故答案为:往蒸馏烧瓶中加入适量的水,塞紧塞子,再打开导管a上的活塞,关闭导管b上的活塞和止水夹c,往导管a通入空气,再关闭导管a上的活塞,若导管b中能上升一段稳定的水柱,则表明装置A气密性良好;
②溴单质具有较强的腐蚀性,可加速该装置中的橡胶制品的老化,故答案为:橡胶易被溴腐蚀;
(3)①向盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等)中加入氧化剂和四氯化碳以后,振荡溶液分层,下层是溶有溴的四氯化碳,此时所得的滤液主要含有大量的Mg2+、硫酸根离子,可加入KOH溶液和BaCl2溶液分别生成Mg(OH)2沉淀和BaSO4沉淀,加入K2CO3可以将大量的钡离子除去,
故答案为:K2CO3;
②用石灰乳代替试剂A进行实验,CaSO4的Ksp比BaSO4大得多,使用石灰乳难以使溶液中的SO42-沉淀完全,
故答案为:CaSO4的Ksp比BaSO4大得多,使用石灰乳难以使溶液中的SO42-沉淀完全;
确保Mg2+完全除尽,其浓度最大为10-5mol•L-1,则c(OH-)=>0.001mol/L,所以广泛pH≥12,故答案为:12.
解析
解:(1)最开始加的氧化剂将Br-氧化生成Br2,由加入CCl4可知,是用萃取剂萃取Br2,所以操作①是萃取,用到的玻璃仪器是分液漏斗、烧杯;
由实验目的制取较纯净的氯化钾晶体可知,要除掉无色溶液中的Mg2+、SO42-,因此固体A为硫酸镁;
硫酸银是微溶,影响氯离子的检验,因此先加过量的硝酸钡除掉SO42-,静置,在上层清液中加入用HNO3酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明有Cl-;
故答案为:分液漏斗、烧杯;硫酸镁;取少量无色溶液,加入过量硝酸钡溶液,静置,在上层清液中加入用HNO3酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,说明有Cl-;
(2)①装置气密性的检验可采用微热法,可用热空气代替加热,往蒸馏烧瓶中加入适量的水,塞紧塞子,再打开导管a上的活塞,关闭导管b上的活塞和止水夹c,往导管a通入空气,再关闭导管a上的活塞,若导管b中能上升一段稳定的水柱,则表明装置A气密性良好,
故答案为:往蒸馏烧瓶中加入适量的水,塞紧塞子,再打开导管a上的活塞,关闭导管b上的活塞和止水夹c,往导管a通入空气,再关闭导管a上的活塞,若导管b中能上升一段稳定的水柱,则表明装置A气密性良好;
②溴单质具有较强的腐蚀性,可加速该装置中的橡胶制品的老化,故答案为:橡胶易被溴腐蚀;
(3)①向盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等)中加入氧化剂和四氯化碳以后,振荡溶液分层,下层是溶有溴的四氯化碳,此时所得的滤液主要含有大量的Mg2+、硫酸根离子,可加入KOH溶液和BaCl2溶液分别生成Mg(OH)2沉淀和BaSO4沉淀,加入K2CO3可以将大量的钡离子除去,
故答案为:K2CO3;
②用石灰乳代替试剂A进行实验,CaSO4的Ksp比BaSO4大得多,使用石灰乳难以使溶液中的SO42-沉淀完全,
故答案为:CaSO4的Ksp比BaSO4大得多,使用石灰乳难以使溶液中的SO42-沉淀完全;
确保Mg2+完全除尽,其浓度最大为10-5mol•L-1,则c(OH-)=>0.001mol/L,所以广泛pH≥12,故答案为:12.
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