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题型: 单选题
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单选题

有下列两种转化途径,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的是(  )

途径①SH2SO4

途径②SSO2SO3H2SO4

A途径①反应中体现了浓HNO3的强氧化性和酸性

B途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来降低成本

C由途径①和②分别制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-

D途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念是因为途径②比途径①污染相对小且原子利用率高

正确答案

A

解析

解:A.S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,该反应中只体现了浓硝酸的强氧化性,不体现酸性,故A错误;

B.增大一种反应物的浓度,可以提高另一种反应物的转化率,所以途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来提高二氧化硫的转化率,从而降低成本,故B正确;

C.途径①和②都是由S来制备H2SO4,S的化合价从0价升高高+6价,制取1 mol H2SO4,理论上各消耗1 mol S,各转移6 mol e-,故C正确;

D.途径①S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,有副产物二氧化氮,而且二氧化氮会污染大气,所以途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,故D正确.

故选A.

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简答题

【实验化学】

苯乙醚(沸点168℃)可用苯酚、溴乙烷为主要原料制得,其反应原理(图1)为:

实验步骤如下:

步骤1:在烧瓶中(装置如图2所示)加入3.75g苯酚、2g NaOH和2mL水,开动搅拌器,使固体全部溶解.

步骤2:加热反应瓶,控制温度在80~90℃之间,并用恒压漏斗慢慢滴加4.25mL溴乙烷(沸点38.4℃),大约40min滴加完毕,继续搅拌1h,并降至室温.

步骤3:加入适量水(5~10mL)使固体完全溶解.将液体转入分液漏斗中,分出水相,水相用4mL乙醚萃取一次,合并有机相.有机相用等体积饱和食盐水洗两次,分出水相,并将水相用3mL乙醚萃取一次,合并有机相.有机相用无水氯化钙干燥.

步骤4:先用水浴蒸出乙醚.然后常压蒸馏,得苯乙醚.

(1)步骤1开动搅拌器的目的是______

(2)①步骤2中控制温度80~90℃可采取的方法是______;②冷凝管中回流的主要物质除水外还有______

(3)步骤3中加入乙醚萃取的目的是______

(4)步骤4应收集沸点为______的馏分.蒸馏所用的玻璃仪器除了酒精灯、冷凝管、温度计、尾接管、锥形瓶外还有______(填仪器名称).

正确答案

解:(1)为了加快固体苯酚的溶解可选择开动搅拌器,故答案为:加快溶解速度;

(2)①可采用水浴加热的方式来控制温度80~90℃,故答案为:水浴加热;

②反应混合中在80~90℃时只有水和溴乙烷挥发,因此冷凝管里冷凝回流的物质除水外还有溴乙烷,故答案为:溴乙烷;

(3)选择乙醚作萃取剂是因为苯乙醚易溶解在乙醚中,而乙醚与水不相溶,故答案为:将水中的苯乙醚提取到乙醚中;

(4)因苯乙醚的沸点为168℃,故收集馏分时的温度为168℃,蒸馏操作时还需要蒸馏烧瓶,故答案为:168℃;蒸馏烧瓶.

解析

解:(1)为了加快固体苯酚的溶解可选择开动搅拌器,故答案为:加快溶解速度;

(2)①可采用水浴加热的方式来控制温度80~90℃,故答案为:水浴加热;

②反应混合中在80~90℃时只有水和溴乙烷挥发,因此冷凝管里冷凝回流的物质除水外还有溴乙烷,故答案为:溴乙烷;

(3)选择乙醚作萃取剂是因为苯乙醚易溶解在乙醚中,而乙醚与水不相溶,故答案为:将水中的苯乙醚提取到乙醚中;

(4)因苯乙醚的沸点为168℃,故收集馏分时的温度为168℃,蒸馏操作时还需要蒸馏烧瓶,故答案为:168℃;蒸馏烧瓶.

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简答题

(2015秋•浙江月考)由某精矿石(MCO3•ZCO3)可以制备单质M,制备过程中排放出的二氧化碳可以作为原料制备甲醇,取该矿石样品1.84g,高温灼烧至恒重,得到0.96g仅含两种金属氧化物的固体,其中m(M):m(Z)=3:5,请回答:

(1)该矿石的化学式为______

(2)①以该矿石灼烧后的固体产物为原料,真空高温条件下用单质硅还原,仅得到单质M和一种含氧酸盐(只含Z、Si和O元素,且Z和Si的物质的量之比为2:1).写出该反应的化学方程式______

②单质M还可以通过电解熔融MCl2得到,不能用电解MCl2溶液的方法制备M的理由是______

(3)一定条件下,由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应:

反应1:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H1

反应2:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2

反应3:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H3

其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如图1所示.则△H1______△H2 (填“大于”、“小于”、“等于”),理由是______

(4)在温度T1时,使体积比为3:1的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应.T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示;不改变其他条件,假定t时刻迅速降温到T2,一段时间后体系重新达到平衡.试在图中画出t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线.

正确答案

解:(1)由于M和Z的相对原子质量之比为3:5,故设M和Z的相对原子质量分别为3x,5x.

由于MCO3•ZCO3中MCO3和ZCO3的物质的量之比为1:1,故得到的氧化物中MO和ZO的物质的量之比也为1:1,根据MCO3•ZCO3的质量为1.84g,得到氧化物的质量为0.96g,可得:

,x=8,M的相对原子质量为3x=24,故M为Mg,Z的相对原子质量为5x=40,故Z为Ca,则矿石的化学式为MgCO3•CaCO3

故答案为:MgCO3•CaCO3

(2)①由于灼烧后的产物为CaO和MgO的混合物,而真空高温条件下用单质硅还原,仅得到单质Mg和一种含氧酸盐,由于此含氧酸盐中只含Z、Si和O元素,且Z和Si的物质的量之比为2:1,故为Ca2SiO4,故此反应的化学方程式为:2MgO+2CaO+Si2Mg+Ca2SiO4

故答案为:2MgO+2CaO+Si2Mg+Ca2SiO4

②溶液中含有的阳离子的放电顺序为:H+>Mg2+,阴离子的放电顺序为:Cl->OH-,电解MgCl2溶液时,阴极上H+比Mg2+容易得到电子,电极反应式为2H2O+2e-

=H2↑+2OH-,所以得不到镁单质,

故答案为:电解MgCl2溶液时,阴极上H+比Mg2+容易得到电子,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以得不到镁单质;

(3)由图l可知,随着温度升高,K1增大,则反应1:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H1>0,反应3由反应1+2所得,根据盖斯定律:△H3=△H1+△H2,所以△H2<△H3

故答案为:小于;曲图l可知,随着温度升高,K1增大,则△H1>0,根据盖斯定律又得△H3=△H1+△H2,所以△H2<△H3

(4)由图l可知,随着温度升高,K3减小,则反应3CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H3<0,t时刻迅速降温到T2,降低温度平衡向正反应方向移动,CH3OH浓度增大,t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线为:,故答案为:

解析

解:(1)由于M和Z的相对原子质量之比为3:5,故设M和Z的相对原子质量分别为3x,5x.

由于MCO3•ZCO3中MCO3和ZCO3的物质的量之比为1:1,故得到的氧化物中MO和ZO的物质的量之比也为1:1,根据MCO3•ZCO3的质量为1.84g,得到氧化物的质量为0.96g,可得:

,x=8,M的相对原子质量为3x=24,故M为Mg,Z的相对原子质量为5x=40,故Z为Ca,则矿石的化学式为MgCO3•CaCO3

故答案为:MgCO3•CaCO3

(2)①由于灼烧后的产物为CaO和MgO的混合物,而真空高温条件下用单质硅还原,仅得到单质Mg和一种含氧酸盐,由于此含氧酸盐中只含Z、Si和O元素,且Z和Si的物质的量之比为2:1,故为Ca2SiO4,故此反应的化学方程式为:2MgO+2CaO+Si2Mg+Ca2SiO4

故答案为:2MgO+2CaO+Si2Mg+Ca2SiO4

②溶液中含有的阳离子的放电顺序为:H+>Mg2+,阴离子的放电顺序为:Cl->OH-,电解MgCl2溶液时,阴极上H+比Mg2+容易得到电子,电极反应式为2H2O+2e-

=H2↑+2OH-,所以得不到镁单质,

故答案为:电解MgCl2溶液时,阴极上H+比Mg2+容易得到电子,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以得不到镁单质;

(3)由图l可知,随着温度升高,K1增大,则反应1:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H1>0,反应3由反应1+2所得,根据盖斯定律:△H3=△H1+△H2,所以△H2<△H3

故答案为:小于;曲图l可知,随着温度升高,K1增大,则△H1>0,根据盖斯定律又得△H3=△H1+△H2,所以△H2<△H3

(4)由图l可知,随着温度升高,K3减小,则反应3CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H3<0,t时刻迅速降温到T2,降低温度平衡向正反应方向移动,CH3OH浓度增大,t时刻后甲醇浓度随时间变化至平衡的示意曲线为:,故答案为:

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简答题

(2015秋•宜春校级月考)硫代硫酸钠(Na2S2O3•5H2O)俗名“大苏打”,又称为“海波”,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氯剂等.它易溶于水,难溶于乙醇,加热、易分解,在酸性溶液中不能稳定存在.工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备.某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠,其反应装置及所需试剂如图:

实验具体操作步骤为:

①开启分液漏斗,使硫酸慢慢滴下,适当调节分液的滴速,使反应产生的SO2气体较均匀地通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,同时开启电动搅拌器搅动,水浴加热,微沸.

②直至析出的浑浊不再消失,并控制溶液的pH接近7时,停止通入SO2气体.

③趁热过滤,将滤液加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O.

④再经过滤、洗涤、干燥,得到所需的产品.

(1)步骤④中洗涤时,为了减少产物的损失用的试剂可以是______

(2)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中不能让溶液pH<7,请用离子方因______

(3)写出三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式______

(4)常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度,步骤如下:取废水25.00mL,控制适当的酸度加入足量 K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤、洗涤后,用适量稀盐酸溶解,此时CrO全部转化为Cr2O;再加过量KI溶液,充分反应后得混合溶液V mL,将其平均分成4等份,加入淀粉溶液作指示剂,用0.0010mol.L-1 的Na2S2O3溶液进行滴定,反应完全时,相关数据记录如表所示:

部分反应离子方程式为:

①Cr2O+61-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;  ②I2+2S2O=2I-+S4O

①判断达到滴定终点的现象是______

②从表格所给数据计算:一份待测溶液消耗Na2S2O3溶液的平均体积为______ ml

③废水中Ba2+的物质的量浓度______

(5)Na2S2O3常用作脱氯剂,在溶液中易被Cl2氧化成SO,该反应的离子方程式为______

正确答案

解:(1)根据题给信息易溶于水,难溶于乙醇,步骤 ④中洗涤时,为了减少产物的损失用的试剂可以是乙醇;

故答案为:乙醇;

(2)Na2S2O3在酸性条件下会生成S和二氧化硫,所以产率会下降,其反应的离子方程式为:S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑;

故答案为:S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O;

(3)三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式为:4SO2+2Na2S+Na2CO3=CO2+3Na2S2O3

故答案为:4SO2+2Na2S+Na2CO3=CO2+3Na2S2O3

(4)①淀粉溶液作指示剂,用0.0010mol.L-1 的Na2S2O3溶液进行滴定溶液中的碘,滴定终点时溶液中蓝色褪去,所以判断达到滴定终点的现象是加入最后一滴Na2S2O3标准溶液后,蓝色消失,且半分钟内颜色不改变,

故答案为:加入最后一滴Na2S2O3标准溶液后,蓝色消失,且半分钟内颜色不改变;

②根据表中数据可知,数据4有较大偏差,应舍去,消耗Na2S2O3标准溶液的体积为数据1、2、3的平均值,体积为mL=18.00mL,

故答案为:18.00mL;

③根据反应Cr2O72-+61-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;  ②I2+2S2O=2I-+S4O,可得关系式6n(S2O32-)~n(Cr2O72-)~2c(Ba2+),滴定用去的Na2S2O3的物质的量为0.0010mol.L-1×18.00mL=1.8×10-5mol,所以Ba2+的物质的量为×1.8×10-5mol=6×10-5mol,25.00mL废水中Ba2+的物质的量浓度为mol/L=9.6×10-4mol•L-1

故答案为:9.6×10-4mol•L-1

(5)Na2S2O3常用作脱氯剂,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,该反应的离子方程式为:S2O32‾+4Cl2+5H2O=2SO42‾+8Cl‾+10H+

故答案为:S2O32‾+4Cl2+5H2O=2SO42‾+8Cl‾+10H+

解析

解:(1)根据题给信息易溶于水,难溶于乙醇,步骤 ④中洗涤时,为了减少产物的损失用的试剂可以是乙醇;

故答案为:乙醇;

(2)Na2S2O3在酸性条件下会生成S和二氧化硫,所以产率会下降,其反应的离子方程式为:S2O32-+2H+=S↓+H2O+SO2↑;

故答案为:S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O;

(3)三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式为:4SO2+2Na2S+Na2CO3=CO2+3Na2S2O3

故答案为:4SO2+2Na2S+Na2CO3=CO2+3Na2S2O3

(4)①淀粉溶液作指示剂,用0.0010mol.L-1 的Na2S2O3溶液进行滴定溶液中的碘,滴定终点时溶液中蓝色褪去,所以判断达到滴定终点的现象是加入最后一滴Na2S2O3标准溶液后,蓝色消失,且半分钟内颜色不改变,

故答案为:加入最后一滴Na2S2O3标准溶液后,蓝色消失,且半分钟内颜色不改变;

②根据表中数据可知,数据4有较大偏差,应舍去,消耗Na2S2O3标准溶液的体积为数据1、2、3的平均值,体积为mL=18.00mL,

故答案为:18.00mL;

③根据反应Cr2O72-+61-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;  ②I2+2S2O=2I-+S4O,可得关系式6n(S2O32-)~n(Cr2O72-)~2c(Ba2+),滴定用去的Na2S2O3的物质的量为0.0010mol.L-1×18.00mL=1.8×10-5mol,所以Ba2+的物质的量为×1.8×10-5mol=6×10-5mol,25.00mL废水中Ba2+的物质的量浓度为mol/L=9.6×10-4mol•L-1

故答案为:9.6×10-4mol•L-1

(5)Na2S2O3常用作脱氯剂,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,该反应的离子方程式为:S2O32‾+4Cl2+5H2O=2SO42‾+8Cl‾+10H+

故答案为:S2O32‾+4Cl2+5H2O=2SO42‾+8Cl‾+10H+

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简答题

锰及其化合物在现代工业及国防建设中具有十分重要的地位.

(1)隐形涂料是我国于2014年3月1日成功首飞的最新2011号歼20实现隐形的关键材料.锰锌铁氧体是当前广泛使用的一种隐形材料,其化学组成为MnxZn1-xFe2O4(铁为+3价),当锰、锌、铁三种金属的质量分数分别为4.6%、21.76%、46.86%时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力最强,则锰锌铁氧体中锰元素的化合价为______,当雷达波吸收能力最强时x=______

(2)碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上以软锰矿(主要成分MnO2)和黄铁矿(主要成分FeS2)为主要原料制备碳酸锰的一种工艺流程如图所示

①写出提高酸浸时原料的浸出率的两种方法______,副产品A是______,从废墟中提取A的方法是______

②酸浸时的氧化物是Fe3+、SO42-,写出对应的离子方程式:______,写出沉锰时反应的离子方程式:______

(3)KMnO4是一种十分重要的氧化剂,工业可以软锰矿为原料先制得锰酸钾,然后电解锰酸钾溶液就可以得到KMnO4,则电解时阳极上的电极反应式为______,当电路中有2  mol电子通过时,阳极上得到的产物的质量为______

正确答案

解:(1)根据物质的量之比等于原子个数之比,得=x:2,x=0.2;Zn的化合价为+2,根据物质的化合价为零,设Mn的化合价为y,则0.2y+2×0.8+2×3=4×2,y=+2;故答案为:+2;0.2;

(2)①升高温度、搅拌、减小固体的颗粒等均能加速固体的溶解,所以为了提高溶浸工序中原料的浸出效率,可以采取的措施有:适当升高温度,搅拌,研磨矿石,适当提高稀硫酸的浓度;溶浸过程中发生的反应生成硫酸根离子,后来又加入了氨水、碳酸氢铵,所以副产品是(NH42SO4,可以用重结晶法提取(NH42SO4

故答案为:研磨矿石,适当提高稀硫酸的浓度等;(NH42SO4;重结晶法;

②FeS2与MnO2反应后生成Fe3+、Mn2+和SO42-,1molFeS2失去15mol电子,1molMnO2得到2mol电子,根据得失电子守恒,FeS2的计量数为2,MnO2的计量数为15,则生成的Fe3+计量数为2,SO42-的计量数为4,Mn2+的计量数为15,对应的离子方程式为2FeS2+15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42-;加入碳酸氢氨生成碳酸锰沉淀,离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O;

故答案为:2FeS2+15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42-;Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O;

(3)电解锰酸钾溶液时,阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子,电极反应式为MnO42--e-=MnO4-;根据关系式:1e-~KMnO4,当电路中有1mol电子通过时,阳极上得到1molKMnO4,m(KMnO4)=1mol×158g/mol=158g;

故答案为:MnO42--e-=MnO4-;158g.

解析

解:(1)根据物质的量之比等于原子个数之比,得=x:2,x=0.2;Zn的化合价为+2,根据物质的化合价为零,设Mn的化合价为y,则0.2y+2×0.8+2×3=4×2,y=+2;故答案为:+2;0.2;

(2)①升高温度、搅拌、减小固体的颗粒等均能加速固体的溶解,所以为了提高溶浸工序中原料的浸出效率,可以采取的措施有:适当升高温度,搅拌,研磨矿石,适当提高稀硫酸的浓度;溶浸过程中发生的反应生成硫酸根离子,后来又加入了氨水、碳酸氢铵,所以副产品是(NH42SO4,可以用重结晶法提取(NH42SO4

故答案为:研磨矿石,适当提高稀硫酸的浓度等;(NH42SO4;重结晶法;

②FeS2与MnO2反应后生成Fe3+、Mn2+和SO42-,1molFeS2失去15mol电子,1molMnO2得到2mol电子,根据得失电子守恒,FeS2的计量数为2,MnO2的计量数为15,则生成的Fe3+计量数为2,SO42-的计量数为4,Mn2+的计量数为15,对应的离子方程式为2FeS2+15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42-;加入碳酸氢氨生成碳酸锰沉淀,离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O;

故答案为:2FeS2+15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42-;Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O;

(3)电解锰酸钾溶液时,阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子,电极反应式为MnO42--e-=MnO4-;根据关系式:1e-~KMnO4,当电路中有1mol电子通过时,阳极上得到1molKMnO4,m(KMnO4)=1mol×158g/mol=158g;

故答案为:MnO42--e-=MnO4-;158g.

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题型:简答题
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简答题

Al2O3、Al(OH)3都是重要化工原料.根据要求回答问题:

Ⅰ、电解法制高品质Al(OH)3装置如图(中间用离子交换膜隔开):

4Na[Al(OH)4]+2H24Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2

(1)产物Al(OH)3______区(填“阴极”或“阳极”)沉积;

(2)电解中转移2mol e-时,将制得______mol的Al(OH)3

Ⅱ、制取纳米Al2O3需要纯净的硫酸铝.现有0.05mol•L-1硫酸铝溶液,经检测,含有Fe2+、Fe3+.可按下述操作提纯:往溶液中加足量H2O2充分反应,再用试剂X调节溶液pH=3.5.(室温下,0.1mol•L-1的Fe2+、Al3+开始沉淀的pH分别为7.0和3.7,Fe3+完全沉淀的pH=3.2)

(3)纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体.则纳米氧化铝的直径约为______m.

(4)检验硫酸铝溶液含有Fe3+时,所采用的试剂及现象是______

(5)往溶液中加入H2O2的作用是______(用离子方程式表示).

(6)加入的X试剂(填选项编号)是______

A.CuO    B.Al(OH)3  C.NaOH D.NaHCO3

若调节后溶液的pH偏离3.5,可能带来的后果是______

正确答案

解:(1)电解本质是电解水,阴极上水放电生成氢气与氢氧根离子,阳极上水放电生成生成氧气与氢离子,氢离子再与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3,故产物Al(OH)3在阳极区沉积,

故答案为:阳极;

(2)根据电子转移守恒,生成氧气物质的量为=0.5mol,由:4Na[Al(OH)4]+2H2O 4Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑,可知生成Al(OH)3的物质的量为0.5mol×4=2mol,

故答案为:2;

(3)胶体微粒直径在1nm~100nm之间,则纳米氧化铝的直径约为10-9~10-7m,

故答案为:10-9~10-7

(4)检验硫酸铝溶液含有Fe3+时,所采用的试剂及现象是:加KSCN溶液,溶液变血红色,

故答案为:加KSCN溶液,溶液变血红色;

(5)过氧化氢具有强氧化性,将Fe2+氧化为Fe3+,反应离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,

故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(6)加入X能与氢离子反应,调节溶液pH,使Fe3+转化氢氧化铁沉淀,过滤除去,CuO、NaOH、NaHCO3均为引入杂质离子,故选Al(OH)3

若调节后溶液的pH偏离3.5,pH过小Fe3+沉淀不完全,pH过大Al3+可能因沉淀而损失,

故答案为:B;pH过小Fe3+沉淀不完全,pH过大Al3+可能因沉淀而损失.

解析

解:(1)电解本质是电解水,阴极上水放电生成氢气与氢氧根离子,阳极上水放电生成生成氧气与氢离子,氢离子再与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3,故产物Al(OH)3在阳极区沉积,

故答案为:阳极;

(2)根据电子转移守恒,生成氧气物质的量为=0.5mol,由:4Na[Al(OH)4]+2H2O 4Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑,可知生成Al(OH)3的物质的量为0.5mol×4=2mol,

故答案为:2;

(3)胶体微粒直径在1nm~100nm之间,则纳米氧化铝的直径约为10-9~10-7m,

故答案为:10-9~10-7

(4)检验硫酸铝溶液含有Fe3+时,所采用的试剂及现象是:加KSCN溶液,溶液变血红色,

故答案为:加KSCN溶液,溶液变血红色;

(5)过氧化氢具有强氧化性,将Fe2+氧化为Fe3+,反应离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,

故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(6)加入X能与氢离子反应,调节溶液pH,使Fe3+转化氢氧化铁沉淀,过滤除去,CuO、NaOH、NaHCO3均为引入杂质离子,故选Al(OH)3

若调节后溶液的pH偏离3.5,pH过小Fe3+沉淀不完全,pH过大Al3+可能因沉淀而损失,

故答案为:B;pH过小Fe3+沉淀不完全,pH过大Al3+可能因沉淀而损失.

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题型:简答题
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简答题

氮化硅(Si3N4)是高温结构陶瓷,具有优良的性能,人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、永久性模具等机械构件.设计的合成氮化硅工艺流程如下:

(1)①电弧炉中发生的主要反应是______

②用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式

______,碳化硅又称______,其晶体结构与______相似.

(2)在流化床反应的产物中,SiCl4大约占85%,还有Cl2等,有关物质的沸点数据如下表:

提纯SiCl4的主要工艺操作依次是沉降、______,其中温度最好控制在______(填序号).

A.略小于-34.1℃B.大于57.6℃C.略小于57.6℃D.-34.1℃

(3)①粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸,该反应的方程式是______

②该工艺流程中涉及的主要反应属于氧化还原反应的有______个.

正确答案

解:(1)①二氧化硅与碳在高温条件下反应生成硅和一氧化碳,化学方程式为:SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑;

故答案为:SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑;

②石英砂的主要成分是二氧化硅,在反应中生成碳化硅,反应为:SiO2+3CSiC+2CO↑,碳化硅俗称金刚砂,属于原子晶体,其晶体结构与金刚石相似,

故答案为:SiO2+3CSiC+2CO↑;金刚砂;金刚石;

(2)在流化床反应的产物中,SiCl4大约占85%,Si+3HClSiHCl3+H2,还有Cl2等,利用沸点的不同提纯SiCl4属于蒸馏,SiCl4(沸点57.6℃)中含有少量SiHCl3(沸点33.0℃)和HCl(沸点-84.7℃)和Cl2(沸点-34.1℃),由于沸点差别较大,可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质,所以提纯SiCl4的主要工艺操作依次是沉降、冷凝,依据图表数据分析可知,温度应控制在略小于57.6℃,

故答案为:冷凝;C;

(3)①Si3N4遇水水解,生成常用于做制冷剂的气体为氨气,一种难溶性的酸为硅酸,反应为:Si3N4+9H2O=4NH3↑+3H2SiO3↓,

故答案为:Si3N4+9H2O=4NH3↑+3H2SiO3↓;

②该合成氨化硅工艺流程中发生的主要反应是:SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑(氧化还原反应),Si+2Cl2SiCl4(氧化还原反应),3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl(非氧化还原反应),

故答案为:2.

解析

解:(1)①二氧化硅与碳在高温条件下反应生成硅和一氧化碳,化学方程式为:SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑;

故答案为:SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑;

②石英砂的主要成分是二氧化硅,在反应中生成碳化硅,反应为:SiO2+3CSiC+2CO↑,碳化硅俗称金刚砂,属于原子晶体,其晶体结构与金刚石相似,

故答案为:SiO2+3CSiC+2CO↑;金刚砂;金刚石;

(2)在流化床反应的产物中,SiCl4大约占85%,Si+3HClSiHCl3+H2,还有Cl2等,利用沸点的不同提纯SiCl4属于蒸馏,SiCl4(沸点57.6℃)中含有少量SiHCl3(沸点33.0℃)和HCl(沸点-84.7℃)和Cl2(沸点-34.1℃),由于沸点差别较大,可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质,所以提纯SiCl4的主要工艺操作依次是沉降、冷凝,依据图表数据分析可知,温度应控制在略小于57.6℃,

故答案为:冷凝;C;

(3)①Si3N4遇水水解,生成常用于做制冷剂的气体为氨气,一种难溶性的酸为硅酸,反应为:Si3N4+9H2O=4NH3↑+3H2SiO3↓,

故答案为:Si3N4+9H2O=4NH3↑+3H2SiO3↓;

②该合成氨化硅工艺流程中发生的主要反应是:SiO2+2CSi(粗硅)+2CO↑(氧化还原反应),Si+2Cl2SiCl4(氧化还原反应),3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl(非氧化还原反应),

故答案为:2.

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题型:填空题
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填空题

亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌.以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:

已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O.

②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全.

③160g/L NaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L.

(1)160g/L NaOH溶液的物质的量浓度为______

(2)发生器中鼓入空气的作用可能是______(选填序号).

a.将SO2氧化成SO3,增强酸性; b.稀释ClO2以防止爆炸;c.将NaClO3氧化成ClO2

(3)吸收塔内的反应的化学方程式为______.吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是______

(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单实验方法是______

(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中.除H2O2外,还可以选择的还原剂是______(选填序号).a.Na2O2         b.Na2S          c.FeCl2

(6)从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是______(选填序号).

a.蒸馏    b.蒸发   c.灼烧   d.过滤    e.冷却结晶

要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是______(填操作名称)

正确答案

4mol/L

b

2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2

防止H2O2分解

连续测定吸收塔内溶液的pH

a

bed

重结晶

解析

解:(1)浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少.160g/LNaOH溶液表示1L氢氧化钠溶液含有160gNaOH.令溶液体积为1L,则160gNaOH的物质的量为=4mol.所以该溶液氢氧化钠的物质的量浓度c(NaOH)==4mol/L.

故答案为:4mol/L.

(2)由信息②可知,纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全.发生器中鼓入空气的作用应是稀释ClO2以防止爆炸.

故选:b.

(3)根据流程信息可知,吸收塔内生成NaClO2,所以一定有ClO2→NaClO2,化合价降低,被还原;则H2O2必定被氧化,有氧气产生,反应方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2

H2O2不稳定,温度过高,H2O2容易分解,吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是防止H2O2分解.

故答案为:2NaOH+2ClO2+H2O2=2 NaClO2+2H2O+O2;防止H2O2分解.

(4)NaOH过量则溶液呈碱性,但考虑到该溶液有强氧化性,选择指示剂或pH试纸检验会遇到氧化褪色问题,故生产中主要是用pH计连续测定溶液pH.

故答案为:连续测定吸收塔内溶液的pH.

(5)还原性要适中.还原性太强,会将ClO2还原为更低价态产物,影响NaClO2生产;方便后续分离提纯,加入试剂不能干扰后续生产.Na2O2溶于水相当于H2O2.Na2S、FeCl2还原性较强,生成物与NaClO2分离比较困难.

故选:a.

(6)从溶液中得到含结晶水的晶体,只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法,通过过滤得到粗晶体.所以操作顺序为bed.

得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体.

故答案为:bed;重结晶.

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题型:简答题
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简答题

三氯化碘(ICl3,I的化合价为+3价)在药物合成中用途非常广泛,其熔点:33℃,沸点73℃.实验室可用如图装置制取ICl3

(1)试剂X、Y分别是:____________.装置E的作用是:______

(2)制备氯气选用的药品为漂白精固体(主要成分为Ca(ClO)2)和浓盐酸,相关反应的化学方程式为:______

(3)装置B可用于除杂,也是安全瓶,能监测实验进行时装置C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象:______

(4)氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应,则装置D适宜的加热方式为______

(5)某同学欲测定ICl3样品中ICl3的纯度,他准确称取ICl3样品10.0g于烧杯中,加入适量水和过量KI晶体,充分反应:ICl3+3KI═2I2+3KCl(样品中杂质不反应).将所得溶液配置成100mL待测液.取25.00mL待测液,用2.0mol/L的Na2S2O3标准液滴定(I2+2S2O32-═2I-+S4O62-),以淀粉溶液作指示剂,达到终点时的现象为:______.重复滴定3次,测得消耗Na2S2O3溶液体积的平均值为20.00mL.该样品中ICl3的质量分数为:______.(ICl3相对分子质量为233.5)

正确答案

解:(1)装置A是Ca(ClO)2)和浓盐酸反应制取氯气,盐酸易挥发,反应制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气等杂质,氯气在饱和食盐水中溶解度不大,用B装置可以除去氯气中的氯化氢气体;所以试剂X为饱和食盐水,反应后剩余的氯气能够污染空气,不能排放到空气中,装置E为球形干燥管,装有固体药品碱石灰,吸收多余的氯气,防止污染空气,

故答案为:饱和食盐水、碱石灰;吸收多余的氯气,防止污染空气;

(2)漂白粉固体和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,化学方程式为:Ca(ClO)2+4HCl(浓)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O;

故答案为:Ca(ClO)2+4HCl(浓)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O;

(3)装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的压强增大,吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,

故答案为:吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升;

(4)因水浴能简便控制加热的温度,且能使受热反应试管受热均匀,由于氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应,应采取水浴加热,

故答案为:水浴加热;

(5)ICl3+3KI═2I2+3KCl,碘与淀粉作用显蓝色,取25.00mL待测液,用2.0mol/L的Na2S2O3标准液滴定(I2+2S2O32-═2I-+S4O62-),终点现象为当加入最后一滴标准液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复蓝色,令样品中ICl3的物质的量x,则根据化学反应可得关系式:

ICl3~2I2~4S2O32-

1           4

x    2 mol•L-1×20×10-3L      解得:x=1×10-2mol,该样品中ICl3的质量分数为:=93.4%,

故答案为:当加入最后一滴标准液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复蓝色;93.4%.

解析

解:(1)装置A是Ca(ClO)2)和浓盐酸反应制取氯气,盐酸易挥发,反应制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气等杂质,氯气在饱和食盐水中溶解度不大,用B装置可以除去氯气中的氯化氢气体;所以试剂X为饱和食盐水,反应后剩余的氯气能够污染空气,不能排放到空气中,装置E为球形干燥管,装有固体药品碱石灰,吸收多余的氯气,防止污染空气,

故答案为:饱和食盐水、碱石灰;吸收多余的氯气,防止污染空气;

(2)漂白粉固体和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,化学方程式为:Ca(ClO)2+4HCl(浓)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O;

故答案为:Ca(ClO)2+4HCl(浓)═CaCl2+2Cl2↑+2H2O;

(3)装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的压强增大,吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,

故答案为:吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升;

(4)因水浴能简便控制加热的温度,且能使受热反应试管受热均匀,由于氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应,应采取水浴加热,

故答案为:水浴加热;

(5)ICl3+3KI═2I2+3KCl,碘与淀粉作用显蓝色,取25.00mL待测液,用2.0mol/L的Na2S2O3标准液滴定(I2+2S2O32-═2I-+S4O62-),终点现象为当加入最后一滴标准液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复蓝色,令样品中ICl3的物质的量x,则根据化学反应可得关系式:

ICl3~2I2~4S2O32-

1           4

x    2 mol•L-1×20×10-3L      解得:x=1×10-2mol,该样品中ICl3的质量分数为:=93.4%,

故答案为:当加入最后一滴标准液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复蓝色;93.4%.

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题型:简答题
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简答题

丁醛是一种化工原料.某实验小组利用如下装置合成正丁醛.发生的反应如图:

CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO

反应物和产物的相关数据列表如表:

实验步骤如下:

将6.0g Na2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移到B中.在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热.当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液.滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分.

将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.0g.

回答下列问题:

(1)实验中,______(填“能”或“否”)将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中.

(2)正丁醇在Cu/Ag,O2、加热条件下也可氧化为丁醛,反应的化学方程式为______

(3)上述装置图中,D仪器的名称是______.加入沸石的作用是______.若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是______

(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是______(填正确答案标号).

A.润湿         B.干燥           C.检漏         D.标定

(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在______层(填“上”或“下”).

(6)本实验中,正丁醛的产率为______%.(相对原子质量:C 12   H 1   O 16)

正确答案

解:(1)因为浓硫酸的密度大,将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,容易发生迸溅,故答案为:否;

(2)正丁醇在Cu/Ag,O2、加热条件下发生催化氧化,生成生成正丁醛和水,反应为:2CH3CH2CH2CHO+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O,

故答案为:2CH3CH2CH2CHO+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O;

(3)D仪器为冷凝仪器,名称为冷凝管,沸石表面疏松多孔,能防止沸点低的液体暴沸,所以加入沸石的作用是防止暴沸,若加热后发现未加沸石,安全起见,应该冷却后补加,

故答案为:冷凝管;防止暴沸;冷却后补加;    

(4)分液漏斗有上口塞子和下口有控制液体流量的活塞,在使用前需要检查是否漏水,

故答案为:C;  

(5)正丁醛密度为0.8017 g•cm-3,小于水的密度,故分层水层在下方,

故答案为:下;

(6)设正丁醛的产率为x,则正丁醇的利用率为x,根据关系式,

C4H10O~C4H8O

74       72

4xg       2g

解得:x==51%,

故答案为:51.

解析

解:(1)因为浓硫酸的密度大,将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,容易发生迸溅,故答案为:否;

(2)正丁醇在Cu/Ag,O2、加热条件下发生催化氧化,生成生成正丁醛和水,反应为:2CH3CH2CH2CHO+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O,

故答案为:2CH3CH2CH2CHO+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O;

(3)D仪器为冷凝仪器,名称为冷凝管,沸石表面疏松多孔,能防止沸点低的液体暴沸,所以加入沸石的作用是防止暴沸,若加热后发现未加沸石,安全起见,应该冷却后补加,

故答案为:冷凝管;防止暴沸;冷却后补加;    

(4)分液漏斗有上口塞子和下口有控制液体流量的活塞,在使用前需要检查是否漏水,

故答案为:C;  

(5)正丁醛密度为0.8017 g•cm-3,小于水的密度,故分层水层在下方,

故答案为:下;

(6)设正丁醛的产率为x,则正丁醇的利用率为x,根据关系式,

C4H10O~C4H8O

74       72

4xg       2g

解得:x==51%,

故答案为:51.

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