- 物质的制备
- 共3198题
工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程.
烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq)(Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若______,则整个装置气密性良好.装置D的作用是______.装置E中为______溶液.
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为______.
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择______.
a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
实验中,已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是______.反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有______.
a.烧杯 b.蒸发皿 c.试管 d.锥形瓶.
正确答案
解:(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若液柱高度保持不变,则气密性良好;D中左侧为短导管,为安全瓶,防止倒吸;装置E起到吸收尾气中SO2、H2S的作用,可选用NaOH溶液,
故答案为:液柱高度保持不变;防止倒吸;NaOH;
(2)根据题目所给3个反应,可得出对应关系:2Na2S~2H2S~3S~3 Na2SO3,2Na2S反应时同时生成2Na2SO3,还需要1Na2SO3,所以烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1,
故答案为:2:1;
(3)观察SO2的生成速率,发生强酸制取弱酸的反应,a不生成二氧化硫,bd中物质均与二氧化硫反应,只有c中饱和NaHSO3溶液适合制取二氧化硫;Ⅲ中发生S(g)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq),反应达到终点是S完全溶解,可观察到溶液变澄清(或浑浊消失);烧杯、锥形瓶需要加热时必须使用石棉网,
故答案为:c;控制滴加硫酸的速度;溶液变澄清(或浑浊消失);ad.
解析
解:(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若液柱高度保持不变,则气密性良好;D中左侧为短导管,为安全瓶,防止倒吸;装置E起到吸收尾气中SO2、H2S的作用,可选用NaOH溶液,
故答案为:液柱高度保持不变;防止倒吸;NaOH;
(2)根据题目所给3个反应,可得出对应关系:2Na2S~2H2S~3S~3 Na2SO3,2Na2S反应时同时生成2Na2SO3,还需要1Na2SO3,所以烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2:1,
故答案为:2:1;
(3)观察SO2的生成速率,发生强酸制取弱酸的反应,a不生成二氧化硫,bd中物质均与二氧化硫反应,只有c中饱和NaHSO3溶液适合制取二氧化硫;Ⅲ中发生S(g)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq),反应达到终点是S完全溶解,可观察到溶液变澄清(或浑浊消失);烧杯、锥形瓶需要加热时必须使用石棉网,
故答案为:c;控制滴加硫酸的速度;溶液变澄清(或浑浊消失);ad.
莫尔盐[(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O]在空气中比一般亚铁盐稳定,是化学分析中常用的还原剂.某研究性学习小组用如图所示的实验装置来制取莫尔盐,实验步骤如下:
①用30%的NaOH溶液和废铁屑混合、煮沸、冷却、分离,将分离出的NaOH溶液装入F中;
②在E中用①处理过的铁屑和稀H2SO4反应制取FeSO4;
③将②制得的FeSO4溶液与(NH4)2SO4溶液混合,结晶得到莫尔盐.
试回答下列问题:
(1)利用铁屑和稀硫酸反应产生的氢气赶走装置中的氧气及硫酸铵溶液中溶解的氧,其目的是______;
铁屑和稀硫酸反应产生的氢气的另外一个作用是______.
(2)设计一个简单的实验证明产品中有Fe2+______..
(3)为了确定产品中亚铁离子的含量,研究小组用滴定法来测定.若取产品24.50g配成100mL溶液,取出10mL用0.10mol•L-1KMnO4酸性溶液滴定,消耗KMnO4溶液10.00mL.
①试配平反应的离子方程式:
______MnO+______Fe2++______H+=______Fe3++______Mn2++______H2O
②试求产品中莫尔盐的质量分数______ (NH4)2SO4•FeSO4•6H2O的相对分子质量为392).
正确答案
解:(1)由装置图可知,向容器F中通入氢气,应关闭活塞A,打开活塞B、C.硫酸铵溶液中的溶解O2,容器D液面上部有O2,Fe2+易被氧化为Fe3+,通入氢气赶走硫酸铵溶液中的溶解O2和容器D液面上部的O2,防止Fe2+被氧化为Fe3+;F中的NaOH溶液的主要作用是除去混在氢气中的酸性气体;当关闭活塞B、C,打开A时,E中随着氢气的量的增大,气压增大,E中的液体被压入D中,即将FeSO4溶液压至(NH4)2SO4溶液中,
故答案为:防止亚铁盐被氧化;将FeSO4溶液压至(NH4)2SO4溶液中;
(2)将少许所得晶体放入KSCN溶液不变色,说明没有Fe3+,再向溶液中加入氯水后变成血红色,则含有Fe2+,
故答案为:将少许所得晶体放入KSCN溶液不变色,再向溶液中加入氯水后变成血红色;
(3)①高锰酸钾与Fe2+的反应是MnO4-~Mn2+~5e-;Fe2+~Fe3+~e-;依据电子守恒,铁离子和亚铁离子前乘5,依据原子守恒和电荷守恒得到反应的离子方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;
故答案为:1、5、8、1、5、4;
②假设24.50g产品中Fe2+的物质的量为xmol,则:
5Fe2+~~~~~~MnO4-,
5 1
xmol 0.01L×0.1000mol/L×10
所以x==0.05mol.
所以24.50g产品中(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O的为0.05mol,
所以24.50g产品中(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O的质量为0.05mol×392g/mol=19.6g.
所以24.50g产品中(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O的质量分数为×100%=80%.
故答案为:80%.
解析
解:(1)由装置图可知,向容器F中通入氢气,应关闭活塞A,打开活塞B、C.硫酸铵溶液中的溶解O2,容器D液面上部有O2,Fe2+易被氧化为Fe3+,通入氢气赶走硫酸铵溶液中的溶解O2和容器D液面上部的O2,防止Fe2+被氧化为Fe3+;F中的NaOH溶液的主要作用是除去混在氢气中的酸性气体;当关闭活塞B、C,打开A时,E中随着氢气的量的增大,气压增大,E中的液体被压入D中,即将FeSO4溶液压至(NH4)2SO4溶液中,
故答案为:防止亚铁盐被氧化;将FeSO4溶液压至(NH4)2SO4溶液中;
(2)将少许所得晶体放入KSCN溶液不变色,说明没有Fe3+,再向溶液中加入氯水后变成血红色,则含有Fe2+,
故答案为:将少许所得晶体放入KSCN溶液不变色,再向溶液中加入氯水后变成血红色;
(3)①高锰酸钾与Fe2+的反应是MnO4-~Mn2+~5e-;Fe2+~Fe3+~e-;依据电子守恒,铁离子和亚铁离子前乘5,依据原子守恒和电荷守恒得到反应的离子方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;
故答案为:1、5、8、1、5、4;
②假设24.50g产品中Fe2+的物质的量为xmol,则:
5Fe2+~~~~~~MnO4-,
5 1
xmol 0.01L×0.1000mol/L×10
所以x==0.05mol.
所以24.50g产品中(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O的为0.05mol,
所以24.50g产品中(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O的质量为0.05mol×392g/mol=19.6g.
所以24.50g产品中(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O的质量分数为×100%=80%.
故答案为:80%.
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量FeO、SiO2.以孔雀石为原料可制备CuSO4•5H2O步骤如下:
(1).写出孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式:______.
(2).溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+.实验步骤中试剂①最佳选______(填代号).
A.KMnO4B.Cl2C.H2O2D.HNO3
(3)溶液B中加入CuO作用是______.
(4)常温下Fe(OH)3的Ksp=1×10-39,若要将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,使溶液中c(Fe3+)降低至1×10-3mol/L,必需将溶液pH调节至______.
(5)由溶液C获得CuSO4•5H2O晶体,需要经______和过滤.
(6)可用KMnO4标准溶液测定溶液A中Fe2+的浓度,量取A溶液20.00ml,用0.010mol/L酸性KMnO4标准溶液滴定,消耗KMnO410.00ml,A溶液中Fe2+的物质的量浓度______mol/L.(反应原理:MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O)
正确答案
解:(1)碱式碳酸铜为碱式盐能与稀硫酸反应:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑,生成硫酸铜、水和二氧化碳,
故答案为:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑;
(2)Fe2+具有还原性,可被酸性高锰酸钾溶液或氯气或硝酸氧化,但都能引进杂质,双氧水具有氧化性,能将亚铁离子氧化为三价铁离子,反应的方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H20,双氧水是一种绿色试剂,只有c正确,
故答案为:c;
(3)在溶液B中加CuO调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀,且不引入新的杂质,
故答案为:调pH值,(或减少c(H+))使Fe3+沉淀完全;
(4)常温下Fe(OH)3的Ksp=1×10-39,使溶液中c(Fe3+)=1×10-3mol/L,则c(OH-)=mol/L=1×10-12mol/L,所以溶液中c(H+)=1×10-2mol/L,则pH=2,
故答案为:2或pH=2;
(5)CuSO4•5H2O晶体,在高温时易失去水,所以从溶液中获得CuSO4•5H2O晶体,需要经蒸发浓缩(或加热蒸发、蒸发溶液),冷却结晶、过滤,
故答案为:蒸发浓缩(或加热浓缩),冷却结晶;
(6)Fe2+溶液与KMnO4溶液发生氧化还原反应,反应中MnO4-被还原为Mn2+,最小公倍数为5,所以KMnO4前系数为1,Fe2+前系数为5,反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,根据离子方程可知MnO4-~5Fe2+,用去 KMnO4的物质的量为10.00mL×0.010mol/L=1.0×10-4mol,所以A溶液中Fe2+浓度为=0.025mol/L,
故答案为:0.025.
解析
解:(1)碱式碳酸铜为碱式盐能与稀硫酸反应:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑,生成硫酸铜、水和二氧化碳,
故答案为:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑;
(2)Fe2+具有还原性,可被酸性高锰酸钾溶液或氯气或硝酸氧化,但都能引进杂质,双氧水具有氧化性,能将亚铁离子氧化为三价铁离子,反应的方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H20,双氧水是一种绿色试剂,只有c正确,
故答案为:c;
(3)在溶液B中加CuO调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀,且不引入新的杂质,
故答案为:调pH值,(或减少c(H+))使Fe3+沉淀完全;
(4)常温下Fe(OH)3的Ksp=1×10-39,使溶液中c(Fe3+)=1×10-3mol/L,则c(OH-)=mol/L=1×10-12mol/L,所以溶液中c(H+)=1×10-2mol/L,则pH=2,
故答案为:2或pH=2;
(5)CuSO4•5H2O晶体,在高温时易失去水,所以从溶液中获得CuSO4•5H2O晶体,需要经蒸发浓缩(或加热蒸发、蒸发溶液),冷却结晶、过滤,
故答案为:蒸发浓缩(或加热浓缩),冷却结晶;
(6)Fe2+溶液与KMnO4溶液发生氧化还原反应,反应中MnO4-被还原为Mn2+,最小公倍数为5,所以KMnO4前系数为1,Fe2+前系数为5,反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,根据离子方程可知MnO4-~5Fe2+,用去 KMnO4的物质的量为10.00mL×0.010mol/L=1.0×10-4mol,所以A溶液中Fe2+浓度为=0.025mol/L,
故答案为:0.025.
高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂.高铁酸钾为暗红色粉末状晶体,干燥的晶体80℃以下十分稳定,它极易溶于水,难溶于异丙醇.实验室模拟生产工艺流程如图1:
已知:①2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O(条件:较低温度)
②6KOH+3Cl2=5KCl+KClO3+3H2O(条件:较高温度)
③K2FeO4 在水溶液中易水解:4FeO42-+10H2O⇌4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑
回答下列问题:
实验室可利用如图2装置完成流程①和②
(1)仪器a的名称是______,恒压滴液漏斗支管的作用是______,两水槽中的水为______(填“热水”或“冷水”).
(2)反应一段时间后,停止通氯气,再往仪器a中加入浓KOH溶液的目的是______;判断浓KOH溶液已过量的实验依据是______.
(3)从溶液Ⅱ中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子方程式为:______.
(4)用重结晶法提纯粗产品:将粗产品先用KOH稀溶液溶解,再加入饱和的KOH溶液,冷却结晶,过滤,用少量异丙醇洗涤,最后低温真空干燥.
①粗产品用KOH溶解的目的是______.
②如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净______.
(5)从环境保护的角度看,制备K2FeO4较好的方法为电解法,其装置如图3.电解过程中阳极的电极反应式为______.
正确答案
解:(1)仪器a属于烧瓶,具有三个口,名称是三颈烧瓶,恒压滴液漏斗上部和三颈烧瓶气压相通,可以保证恒压滴液漏斗中的液体顺利滴下,2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O(条件:较低温度),所以两水槽中的水为冷水,
故答案为:三颈烧瓶;平衡压强;冷水;
(2)只有碱性条件下,铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子,KOH和氯气反应生成KClO,所以加入KOH的目的是除去氯气且使溶液为后一步反应提供碱性,氯气为黄绿色气体,判断浓KOH溶液已过量三颈烧瓶内颜色彻底变成无色后,再加适量的浓氢氧化钾,
故答案为:与过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO;三颈烧瓶内颜色彻底变成无色后,再加适量的浓氢氧化钾;
(3)据题目信息和氧化还原反应中化合价发生变化确定找出反应物:Fe3+、ClO-,生成物:FeO42-、Cl-,根据电子得失守恒和质量守恒来配平,Fe3+、ClO-,生成物:FeO42-、Cl-,根据电子得失守恒:Fe(+3→+6),Cl(+1→-1),最小公倍数为6,所以Fe3+、FeO42-前系数都为2,ClO-、Cl-,前系数都为3,结合质量守恒和电荷守恒可得2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,
故答案为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)①K2FeO4 在水溶液中易水解:4FeO42-+10H2O⇌4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,加入饱和KOH溶液可以增大氢氧根离子的浓度,使平衡向左移动,抑制FeO42-的水解,
故答案为:增大氢氧根离子的浓度,抑制FeO42-的水解;
②K2FeO4晶体表面若含有杂质离子为氯离子,所以只要检验最后一次的洗涤中无Cl-,即可证明晶体已经洗涤干净,
故答案为:用试管取少量最后一次的洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀则已被洗净;
(5)用铁做阳极电解氢氧化钠制备铁酸钠,电解时铁失去电子发生氧化反应结合氢氧根离子生成铁酸跟离子和水,电极反应式为:Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O,
故答案为:Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O.
解析
解:(1)仪器a属于烧瓶,具有三个口,名称是三颈烧瓶,恒压滴液漏斗上部和三颈烧瓶气压相通,可以保证恒压滴液漏斗中的液体顺利滴下,2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O(条件:较低温度),所以两水槽中的水为冷水,
故答案为:三颈烧瓶;平衡压强;冷水;
(2)只有碱性条件下,铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子,KOH和氯气反应生成KClO,所以加入KOH的目的是除去氯气且使溶液为后一步反应提供碱性,氯气为黄绿色气体,判断浓KOH溶液已过量三颈烧瓶内颜色彻底变成无色后,再加适量的浓氢氧化钾,
故答案为:与过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO;三颈烧瓶内颜色彻底变成无色后,再加适量的浓氢氧化钾;
(3)据题目信息和氧化还原反应中化合价发生变化确定找出反应物:Fe3+、ClO-,生成物:FeO42-、Cl-,根据电子得失守恒和质量守恒来配平,Fe3+、ClO-,生成物:FeO42-、Cl-,根据电子得失守恒:Fe(+3→+6),Cl(+1→-1),最小公倍数为6,所以Fe3+、FeO42-前系数都为2,ClO-、Cl-,前系数都为3,结合质量守恒和电荷守恒可得2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,
故答案为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)①K2FeO4 在水溶液中易水解:4FeO42-+10H2O⇌4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,加入饱和KOH溶液可以增大氢氧根离子的浓度,使平衡向左移动,抑制FeO42-的水解,
故答案为:增大氢氧根离子的浓度,抑制FeO42-的水解;
②K2FeO4晶体表面若含有杂质离子为氯离子,所以只要检验最后一次的洗涤中无Cl-,即可证明晶体已经洗涤干净,
故答案为:用试管取少量最后一次的洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀则已被洗净;
(5)用铁做阳极电解氢氧化钠制备铁酸钠,电解时铁失去电子发生氧化反应结合氢氧根离子生成铁酸跟离子和水,电极反应式为:Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O,
故答案为:Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O.
硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4•Fe SO4•6H2O]为浅绿色晶体,实验室中常以废铁屑为原料来制备,其步骤如下.
步骤1:将废铁屑放人碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑.
步骤2:向处理过的铁屑中加入过量3mol•L-l H2SO4溶液,在60℃左右使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液.
步骤3:向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体.
请回答下列问题:
(1)在步骤1的操作中,下列仪器中不必用到的有______(填仪器编号).
①铁架台②燃烧匙③锥形瓶④广口瓶⑤研钵⑥玻璃棒⑦酒精灯
(2)在步骤2中所加的硫酸必须过量,其原因是______.
(3)在步骤3中.“一系列操作”依次为______、______和过滤.
(4)本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3+杂质.检验Fe3+常用的试剂是______,可以观察到的现象是______.
正确答案
解:(1)步骤1是先将废铁屑研碎,再放在纯碱溶液里洗涤,可用玻璃棒搅拌并加热,然后过滤,需要的仪器有:研钵、铁架台、漏斗、石棉网、烧杯、玻璃棒、酒精灯,故不需要燃烧匙、广口瓶,故选:②④;
(2)亚铁离子在加热过程中会发生水解,因而要加酸抑制亚铁离子的水解,故所加的硫酸必须过量,故答案为:加酸抑制亚铁离子的水解;
(3)步骤3是由溶液中获得晶体,亚铁离子在加热过程中会发生水解,应在抑制亚铁离子的水解情况下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等,故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;
(4)选用KSCN溶液检验溶液里的Fe3+,现象是溶液变血红色,故答案为:KSCN;溶液变血红色.
解析
解:(1)步骤1是先将废铁屑研碎,再放在纯碱溶液里洗涤,可用玻璃棒搅拌并加热,然后过滤,需要的仪器有:研钵、铁架台、漏斗、石棉网、烧杯、玻璃棒、酒精灯,故不需要燃烧匙、广口瓶,故选:②④;
(2)亚铁离子在加热过程中会发生水解,因而要加酸抑制亚铁离子的水解,故所加的硫酸必须过量,故答案为:加酸抑制亚铁离子的水解;
(3)步骤3是由溶液中获得晶体,亚铁离子在加热过程中会发生水解,应在抑制亚铁离子的水解情况下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等,故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;
(4)选用KSCN溶液检验溶液里的Fe3+,现象是溶液变血红色,故答案为:KSCN;溶液变血红色.
氯化法是合成硫酰氯(SO2Cl2)的常用方法,实验室合成硫酰氯(SO2Cl2)的反应和实验装置如下:
SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)△H=-97.3kJ/mol.
有关信息如下:硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在潮湿空气中“发烟”;100℃以上开始分解,生成二氧化硫和氯气,长期放置也会发生分解.回答下列问题:
(1)装置甲中仪器A的名称为______,甲中活性炭的作用是______,B的作用为______;
(2)装置丁中发生反应的离子方程式为______;
(3)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,该反应的化学方程式为______,分离产物的方法是______(填字母)______;
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
(4)装置丙的作用为______,若缺少装置乙,氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为______;
(5)为提高本实验中硫酰氯的产率,在实验操作中需要注意的事项有______(填序号).
①先通冷凝水,再通气
②控制气流速率,宜慢不宜快
③若三颈烧瓶发烫,可适当降温
④加热三颈烧瓶.
正确答案
解:(1)根据仪器的构造可判断装置甲中仪器A的名称为冷凝管或蛇形冷凝管或环形冷凝管;该反应需要催化剂,则甲中活性炭的作用是催化剂;硫酰氯在潮湿空气中“发烟”,而空气中含有水蒸气,则B的作用为防止水蒸气进入,故答案为:冷凝管或蛇形冷凝管或环形冷凝管;催化剂;防止水蒸气进入;
(2)装置丁是提供氯气的,在酸性溶液中漂白粉能氧化氯离子生成氯气,则装置丁中发生反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O,故答案为:Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O;
(3)氯磺酸(C1SO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,根据原子守恒可知另一种生成物是硫酸,因此该反应的化学方程式为2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4;硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,而硫酸沸点高,则分离产物的方法是蒸馏,答案选C,故答案为:2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4;C;
(4)生成的氯气中含有氯化氢,所以装置丙的作用为除去HCl气体.氯气具有强氧化性,能氧化SO2,装置乙是干燥氯气的,因此若缺少装置乙,氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4,故答案为:除去HCl气体;Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4;
(5)由于硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在潮湿空气中“发烟”;100℃以上开始分解,生成二氧化硫和氯气,长期放置也会发生分解,因此为提高本实验中硫酰氯的产率,在实验操作中需要注意的事项有①先通冷凝水,再通气,②控制气流速率,宜慢不宜快,③若三颈烧瓶发烫,可适当降温,但不能加热三颈烧瓶,否则会加速分解,答案选①②③.故答案为:①②③.
解析
解:(1)根据仪器的构造可判断装置甲中仪器A的名称为冷凝管或蛇形冷凝管或环形冷凝管;该反应需要催化剂,则甲中活性炭的作用是催化剂;硫酰氯在潮湿空气中“发烟”,而空气中含有水蒸气,则B的作用为防止水蒸气进入,故答案为:冷凝管或蛇形冷凝管或环形冷凝管;催化剂;防止水蒸气进入;
(2)装置丁是提供氯气的,在酸性溶液中漂白粉能氧化氯离子生成氯气,则装置丁中发生反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O,故答案为:Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O;
(3)氯磺酸(C1SO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,根据原子守恒可知另一种生成物是硫酸,因此该反应的化学方程式为2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4;硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,而硫酸沸点高,则分离产物的方法是蒸馏,答案选C,故答案为:2C1SO3HSO2Cl2+H2SO4;C;
(4)生成的氯气中含有氯化氢,所以装置丙的作用为除去HCl气体.氯气具有强氧化性,能氧化SO2,装置乙是干燥氯气的,因此若缺少装置乙,氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4,故答案为:除去HCl气体;Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4;
(5)由于硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在潮湿空气中“发烟”;100℃以上开始分解,生成二氧化硫和氯气,长期放置也会发生分解,因此为提高本实验中硫酰氯的产率,在实验操作中需要注意的事项有①先通冷凝水,再通气,②控制气流速率,宜慢不宜快,③若三颈烧瓶发烫,可适当降温,但不能加热三颈烧瓶,否则会加速分解,答案选①②③.故答案为:①②③.
某同学用图所示装置制取溴苯和溴乙烷.
已知:(CH3CH2OH+HBr-CH3CH2Br+H2O)溴乙烷为无色液体,难溶于水,沸点为38.4℃,熔点为-119℃.
主要实验步骤如下:
①组装好装置,检查其气密性.
②向烧瓶中加入一定量苯和液溴,向锥形瓶中加入乙醇至稍高于进气导管口处,向U型管中加入蒸馏水封住管底,向水槽中加入冰水.
③将A装置中的纯铁丝小心向下插入苯和液溴的混合液中.
④点燃B装置中的酒精灯,用小火缓缓对锥形瓶加热10分钟.
请填写下列空白:
(1)请写出A装置中所发生的有机反应化学方程式
A:______.
(2)C装置中U型管内部用蒸馏水封住管底的作用是______.
(3)反应完毕后,U型管内液体分层,溴乙烷在______(填:上或下)层.
(4)为证明溴和苯的上述反应是取代反应而不是加成反应,该学生用装置D代替装置B、C直接与A相连重新操作实验.
①装置D的锥形瓶中,小试管内的液体是______(任填一种符合题意试剂的名称),其主要作用是______.
②反应后向锥形瓶中滴加______(任填一种符合题意试剂的名称),若______证明该反应为取代反应.
(5)要检验某溴乙烷中的溴元素,正确的实验方法是______
A.加入新制的氯水振荡,再加入少量CCl4振荡,观察下层是否变为橙红色
B.滴入硝酸银溶液,再加入稀硝酸使溶液呈酸性,观察有无浅黄色沉淀生成
C.加入NaOH溶液共热,冷却后加入硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀生成
D.加入NaOH溶液共热,冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性,再滴入硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀生成.
正确答案
解:(1)A装置中:在催化剂的作用下,苯环上的氢原子被溴原子所取代,生成溴苯,同时有溴化氢生成:,
故答案为:;
(2)溴化氢极易溶于水,形成的氢溴酸是强酸,水可以阻止易挥发物质HBr的溢出,起到水封的作用,
故答案为:溶解吸收溴化氢气体,防止溴化氢及产物逸出污染环境;
(3)溴乙烷的密度大于水,所以反应完毕后,U型管内液体分层,溴乙烷在下层,
故答案为:下;
(4)由图可知,A中发生+Br2+HBr,装置D的锥形瓶中小试管内苯(或四氯化碳)吸收溴,锥形瓶内的液体为水,吸收HBr气体,然后滴加硝酸银检验溴离子,所以①装置D的锥形瓶中,小试管内的液体是 CCl4,其主要作用是吸收挥发出来的溴蒸气,②反应后向锥形瓶中滴加 硝酸银溶液(或紫色石蕊试液),若硝酸银溶液(或紫色石蕊试液)证明该反应为取代反应,
故答案为:苯(或四氯化碳);吸收挥发出来的溴蒸气;硝酸银溶液(或紫色石蕊试液);有淡黄色沉淀产生(或紫色石蕊试液变红);
(5)检验某溴乙烷中的溴元素,可以将溴乙烷碱性水解,再将溶液调成酸性,再检验溴离子即可,其操作为加入NaOH溶液共热,冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性,再滴入硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀生成,
故选D.
解析
解:(1)A装置中:在催化剂的作用下,苯环上的氢原子被溴原子所取代,生成溴苯,同时有溴化氢生成:,
故答案为:;
(2)溴化氢极易溶于水,形成的氢溴酸是强酸,水可以阻止易挥发物质HBr的溢出,起到水封的作用,
故答案为:溶解吸收溴化氢气体,防止溴化氢及产物逸出污染环境;
(3)溴乙烷的密度大于水,所以反应完毕后,U型管内液体分层,溴乙烷在下层,
故答案为:下;
(4)由图可知,A中发生+Br2+HBr,装置D的锥形瓶中小试管内苯(或四氯化碳)吸收溴,锥形瓶内的液体为水,吸收HBr气体,然后滴加硝酸银检验溴离子,所以①装置D的锥形瓶中,小试管内的液体是 CCl4,其主要作用是吸收挥发出来的溴蒸气,②反应后向锥形瓶中滴加 硝酸银溶液(或紫色石蕊试液),若硝酸银溶液(或紫色石蕊试液)证明该反应为取代反应,
故答案为:苯(或四氯化碳);吸收挥发出来的溴蒸气;硝酸银溶液(或紫色石蕊试液);有淡黄色沉淀产生(或紫色石蕊试液变红);
(5)检验某溴乙烷中的溴元素,可以将溴乙烷碱性水解,再将溶液调成酸性,再检验溴离子即可,其操作为加入NaOH溶液共热,冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性,再滴入硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀生成,
故选D.
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等.某化学兴趣小组模拟制备氨基
甲酸铵,反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)+Q (Q>0 )
(1)如用图1装置制取氨气,你所选择的试剂是______.制备氨基甲酸铵的装置如图3所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中. 当悬浮物较多时,停止制备.
注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质.
(2)发生器用冰水冷却的原因是______.
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是______.
(4)从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是______(填写操作名称).为了得到干燥产品,应采取的方法是______(填写选项序号).
a.常压加热烘干 b.高压加热烘干 c.真空40℃以下烘干
(5)尾气处理装置如图2所示.双通玻璃管的作用:______;浓硫酸的作用:______、______.
(6)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g.则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为______.(精确到2位小数)
正确答案
浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体
降低温度,提高反应物转化率
通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例
过滤
c
防止倒吸
吸收多余氨气
防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解
80%
解析
解:(1)把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠,在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气,故答案为:浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等;
(2)反应2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)+Q,是放热反应,降温平衡正向进行,温度升高;发生器用冰水冷却提高反应物质转化率,防止生成物温度过高分解,
故答案为:降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解);
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度,控制气体流速和原料气体的配比,故答案为:通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例;
(4)制备氨基甲酸铵的装置如图3所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中,分离产品的实验方法利用过滤得到,氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、不能加热烘干,应在真空40℃以下烘干,故答案:过滤;c;
(5)双通玻璃管的作用是防止液体倒吸;浓硫酸起到吸收多余的氨气,同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解,
故答案为:防止倒吸;吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解;
(6)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g.物质的量为0.010mol,设样品中氨基甲酸铵物质的量为x,碳酸氢铵物质的量为y,依据碳元素守恒得到;
x+y=0.01
78x+79y=0.7820
解得x=0.008mol
y=0.002mol
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=×100%=80%,故答案为:80%.
2007年3月,温家宝总理在十届人大五次会议上指出要大力抓好节能降耗、保护环境.请你分析并回答下列问题:
(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”.下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是______.
A.制备环氧乙烷:2CH2=CH2+O2
B.制备硫酸铜:Cu+2H2SO4 CuSO4+SO2↑+2H2O
C.制备甲醇:2CH4+O2 2CH3OH
D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)冶金废水中含有[Au(CN)2]-,其电离出的CN-有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强.工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该反应的方程式为______,在酸性条件下,ClO-也能将CN-氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是______.
(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛--“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”.下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
表二:原料来源生产工艺
从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因.
①从产率和产量角度分析______.
②从环境保护和能耗角度分析______.
正确答案
解:(1)A、反应属于化合反应,原子利用率高达100,且产物无污染,故A正确;
B、制备硫酸铜的过程硫酸的利用率低,且生成的二氧化硫是有毒的气体,故B错误;
C、反应属于化合反应,原子利用率高达100,且产物无污染,故C正确;
D、制备硝酸铜的过程硝酸的利用率低,且生成的二氧化氮是有毒的气体,故D错误.
故选BD;
(2)次氯酸根离子具有氧化性,可以将氢氰根离子氧化,在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体氮气,原理方程式为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O,在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的HCN,对人和环境造成危害,所以实际处理时不在酸性条件下进行,
故答案为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O;在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的HCN,对人和环境造成危害;
(3)①对比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”两种方法,从产率和产量角度可以看出:虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多,
故答案为:虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多;
②对比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”两种方法,从环境保护和能耗角度可以知道两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,汞盐的毒性大,并且乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能,但是乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得等,
故答案为:两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大;乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得.
解析
解:(1)A、反应属于化合反应,原子利用率高达100,且产物无污染,故A正确;
B、制备硫酸铜的过程硫酸的利用率低,且生成的二氧化硫是有毒的气体,故B错误;
C、反应属于化合反应,原子利用率高达100,且产物无污染,故C正确;
D、制备硝酸铜的过程硝酸的利用率低,且生成的二氧化氮是有毒的气体,故D错误.
故选BD;
(2)次氯酸根离子具有氧化性,可以将氢氰根离子氧化,在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体氮气,原理方程式为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O,在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的HCN,对人和环境造成危害,所以实际处理时不在酸性条件下进行,
故答案为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O;在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的HCN,对人和环境造成危害;
(3)①对比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”两种方法,从产率和产量角度可以看出:虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多,
故答案为:虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多;
②对比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”两种方法,从环境保护和能耗角度可以知道两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,汞盐的毒性大,并且乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能,但是乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得等,
故答案为:两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大;乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得.
以黄铜矿烧渣(含CuO、Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)为主要原料,制备铁的多种化合物的流程如下:
(1)流程中硫酸的质量分数为30% (密度是1.176g/cm3),该硫酸的物质的量浓度为______.
(2)检验滤液A中存在Fe3+的方法是______.
(3)加入足量铁粉的作用除调节pH使Al3+转化为Al(OH)3沉淀,还有两个作用,写出其中一个反应的离子方程式______.
(4)流程②中除去绿矾晶体中所含杂质常采用______洗涤.
(5)工业上通过在空气中煅烧FeCO3固体生产Fe2O3.写出反应的化学方程式______.
正确答案
(1)30%的硫酸溶液1L,溶液质量为1000mL×1.176g/cm3=1176g,硫酸的物质的量浓度为=3.6g/mol,故答案为:3.6mol•L-1;
(2)向滤液A中滴加KSCN溶液,如果溶液变血红色,则证明存在Fe3+的,故答案为:滴加KSCN溶液,如果溶液变血红色;
(3)铁粉的作用除调节溶液pH外,还能与Cu2+和Fe3+反应,发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+Cu2+=Fe2++Cu;
(4)选择用冷水或酒精洗涤绿矾晶体表面的溶液,可减少晶体本身的溶解,故答案为:冰水或乙醇;
(5)空气中的氧气参与了煅烧FeCO3固体生产Fe2O3的反应过程,反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2,
故答案为:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2.
解析
(1)30%的硫酸溶液1L,溶液质量为1000mL×1.176g/cm3=1176g,硫酸的物质的量浓度为=3.6g/mol,故答案为:3.6mol•L-1;
(2)向滤液A中滴加KSCN溶液,如果溶液变血红色,则证明存在Fe3+的,故答案为:滴加KSCN溶液,如果溶液变血红色;
(3)铁粉的作用除调节溶液pH外,还能与Cu2+和Fe3+反应,发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+Cu2+=Fe2++Cu;
(4)选择用冷水或酒精洗涤绿矾晶体表面的溶液,可减少晶体本身的溶解,故答案为:冰水或乙醇;
(5)空气中的氧气参与了煅烧FeCO3固体生产Fe2O3的反应过程,反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2,
故答案为:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2.
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