- 物质的制备
- 共3198题
某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),以环己醇制备环己烯:
已知:
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品.
①请书写A中环己醇制环己烯的化学反应方程式______.
②A中碎瓷片的作用是______,导管B除了导气外还具有的作用是______.
③试管C置于冰水浴中的目的是______.
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等.加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在______ 层(填“上”或“下”),分液后用______(填入编号)洗涤.
A.KMnO4溶液 B.稀H2SO4 C.Na2CO3溶液
②再将环己烯按右图装置蒸馏,蒸馏时要加入生石灰,目的是______.
③收集产品时,控制的温度应在______左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是______.
A.蒸馏时从70℃开始收集产品B.环己醇实际用量多了C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是______.
A.用酸性高锰酸钾溶液B.用金属钠C.测定沸点.
正确答案
防止暴沸
冷凝
防止环己烯的挥发
上
C
除去水分
83℃
C
B、C
解析
解:(1)①环己醇在浓硫酸的作用下分子内脱水生成环己烯,反应为:,
故答案为:;
②发生装置A中碎瓷片的作用是防止暴沸,由于生成的环己烯的沸点为83℃,要得到液态环己烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环己烯冷凝.
故答案为:防止暴沸;冷凝;
③冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化,
故答案为:进一步冷却,防止环己烯挥发.
(2)①环己烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,密度0.81g/cm3,密度比水小,振荡、静置、分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,不能用酸,也不能用酸性高锰酸钾,否则会氧化环己烯,用c(Na2CO3溶液)洗涤可除去酸,
故答案为:上层;c;
②生石灰能与水反应生成氢氧化钙,除去了残留的水,得到纯净的环己烯,
故答案为:除去水分;
③根据表中数据可知,馏分环己烯的沸点为83℃,故收集产品应控制温度在83℃左右,
A.蒸馏时从70℃开始收集产品,提前收集,产品中混有杂质,实际产量高于理论产量,故A错误;
B.环己醇实际用量多了,制取的环己烯的物质的量增大,实验制得的环己烯精品质量高于理论产量,故B错误;
C.若粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯精品质量低于理论产量,故C正确;
故答案为:83℃;C;
(3)区别粗品与精品可加入金属钠,观察是否有气体产生,若无气体,则是精品,另外根据混合物没有固定的沸点,而纯净物有固定的沸点,通过测定环己烯粗品和环己烯精品的沸点,也可判断产品的纯度,
故答案为:BC.
(2015秋•兴平市月考)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如图装置(略去部分夹持仪器)模拟生成过程.
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注,若______,则整个装置气密性良好.装置D的作用原理是______.装置E的试剂是______.
(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Na2SO3和Na2S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NaHSO3溶液 c.饱和NaHCO3溶液 d.饱和Na2SO3溶液
实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是______.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.试管 b.烧杯 c.蒸发皿 d.锥形瓶
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质.利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论:______.
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O.
正确答案
解:A中的Na2SO3中加入浓硫酸生成SO2,装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,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)
反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3•5H2O,E中盛放NaOH溶液进行尾气处理,防止含硫化合物排放在环境中;
(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中左侧为短导管可防止液体倒吸,E中盛放NaOH溶液进行尾气处理,防止含硫化合物排放在环境中,
故答案为:液柱高度保持不变;防止倒吸;NaOH;
(2)C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,由Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq)(Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l)(Ⅱ)
S(g)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)(Ⅲ)
可知,(Ⅰ)×2+(Ⅱ)+(Ⅲ)×3,得到总反应为2Na2S(aq)+Na2SO3(aq)+3SO2(g)3Na2S2O3(aq),则C中Na2SO3和Na2S物质的量之比为1:2,
故答案为:1:2;
(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,cd中物质均与二氧化硫反应,只有b中饱和NaHSO3溶液适合制取二氧化硫;为使SO2缓慢进入烧瓶C,应控制B中滴加硫酸的速度,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:b;控制滴加硫酸的速度;溶液变澄清(或浑浊消失);bd;
(4)检测产品中是否存在Na2SO4,操作、现象和结论为取少量产品溶于足量稀盐酸中,静置,取上层清液(或过滤后取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质,
故答案为:取少量产品溶于足量稀盐酸中,静置,取上层清液(或过滤后取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质.
解析
解:A中的Na2SO3中加入浓硫酸生成SO2,装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,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)
反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3•5H2O,E中盛放NaOH溶液进行尾气处理,防止含硫化合物排放在环境中;
(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中左侧为短导管可防止液体倒吸,E中盛放NaOH溶液进行尾气处理,防止含硫化合物排放在环境中,
故答案为:液柱高度保持不变;防止倒吸;NaOH;
(2)C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,由Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)═Na2SO3(aq)+H2S(aq)(Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)═3S(s)+2H2O(l)(Ⅱ)
S(g)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)(Ⅲ)
可知,(Ⅰ)×2+(Ⅱ)+(Ⅲ)×3,得到总反应为2Na2S(aq)+Na2SO3(aq)+3SO2(g)3Na2S2O3(aq),则C中Na2SO3和Na2S物质的量之比为1:2,
故答案为:1:2;
(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,cd中物质均与二氧化硫反应,只有b中饱和NaHSO3溶液适合制取二氧化硫;为使SO2缓慢进入烧瓶C,应控制B中滴加硫酸的速度,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:b;控制滴加硫酸的速度;溶液变澄清(或浑浊消失);bd;
(4)检测产品中是否存在Na2SO4,操作、现象和结论为取少量产品溶于足量稀盐酸中,静置,取上层清液(或过滤后取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质,
故答案为:取少量产品溶于足量稀盐酸中,静置,取上层清液(或过滤后取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质.
甲酸(HCOOH)是一种有刺激臭味的无色液体,有很强的腐蚀性.熔点8.4℃,沸点100.7℃,能与水、乙醇互溶,加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气.
(1)实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:HCOOHH2O+CO↑,实验的部分装置如图(1)所示.制备时先加热浓硫酸至80℃-90℃,再逐滴滴入甲酸.
①从图(2)挑选所需的仪器,画出Ⅰ中所缺的气体发生装置(添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管,固定装置不用画),并标明容器中的试剂.
②装置Ⅱ的作用是______.
(2)实验室可用甲酸制备甲酸铜.其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜,然后再与甲酸斥制得四水甲酸铜
[Cu(HCOO)2•4H2O]晶体.相关的化学方程式是:
2CuSO4+4NaHCO3═Cu(OH)2•CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O
Cu(OH)2•CuCO3+4HCOOH+5H2O═2Cu(HCOO)2•4H2O+CO2↑
实验步骤如下:
Ⅰ、碱式碳酸铜的制备:
③步骤ⅰ是将一定量CuSO4•5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨,其目的是______.
④步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中,反应温度控制在70℃-80℃,如果看到______(填写实验现象),说明温度过高.
Ⅱ、甲酸铜的制备:
将Cu(OH)2•CuCO3固体放入烧杯中,加入一定量热的蒸馏水,再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解,趁热过滤除去少量不溶性杂质.在通风橱中蒸发滤液至原体积的时,冷却析出晶体,过滤,再用少量无水乙醇洗涤晶体2-3次,晾干,得到产品.
⑤“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因是______.
⑥用乙醇洗涤晶体的目的是______.
正确答案
解:(1)①该反应的制取原理为 液+液↑,故应选用分液漏斗和蒸馏烧瓶作为气体发生装置,温度计的水银球在液体中,测量反应液的温度,装置为确定锌镀层被除去的标志是,
故答案为:;
②生成的气体中含有CO、HCOOH和H2O,HCOOH易溶于水,会发生倒吸现象,需在收集前加一个安全瓶,故装置Ⅱ的作用是防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中,
故答案为:防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中;
(2)③研磨的作用是把药品研细并混合均匀,
故答案为:研细并混合均匀;
④温度过高,Cu(OH)2•CuCO3会分解生成黑色的氧化铜,
故答案为:有黑色固体生成;
⑤甲酸铜的溶解度随温度的升高而变大,如果冷却,会有晶体析出,降低产率,因此需趁热过滤,
故答案为:防止甲酸铜晶体析出;
⑥甲酸铜易溶于水,不能用蒸馏水洗涤,故需用乙醇进行洗涤,洗去晶体表面的液体杂质,
故答案为:洗去晶体表面的水和其它杂质.
解析
解:(1)①该反应的制取原理为 液+液↑,故应选用分液漏斗和蒸馏烧瓶作为气体发生装置,温度计的水银球在液体中,测量反应液的温度,装置为确定锌镀层被除去的标志是,
故答案为:;
②生成的气体中含有CO、HCOOH和H2O,HCOOH易溶于水,会发生倒吸现象,需在收集前加一个安全瓶,故装置Ⅱ的作用是防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中,
故答案为:防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中;
(2)③研磨的作用是把药品研细并混合均匀,
故答案为:研细并混合均匀;
④温度过高,Cu(OH)2•CuCO3会分解生成黑色的氧化铜,
故答案为:有黑色固体生成;
⑤甲酸铜的溶解度随温度的升高而变大,如果冷却,会有晶体析出,降低产率,因此需趁热过滤,
故答案为:防止甲酸铜晶体析出;
⑥甲酸铜易溶于水,不能用蒸馏水洗涤,故需用乙醇进行洗涤,洗去晶体表面的液体杂质,
故答案为:洗去晶体表面的水和其它杂质.
黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物.工业流程图如图:
(1)冶炼铜的总反应可看做8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是______(填元素符号),1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为______mol;
(2)上述冶炼过程产生大量气体A.下列处理方案中合理的是______(填代号);
a.高空排放b.用于制备硫酸c.用纯碱溶液吸收制Na2SO4d.用浓硫酸吸收验证气体A的主要成分是SO2的方法是______;
(3)熔渣B(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3..
a.加入H2O2发生反应的离子方程式是______;
b.除去Al3+的离子方程式是______;
(4)选用提供的试剂,设计实验验证熔渣B中含有FeO.
提供的试剂:稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液碘水所选试剂为______;证明炉渣中含有FeO的实验现象为______.
正确答案
解:(1)化合价降低的元素Cu、O,在反应中被还原,根据反应方程式可知1molCuFeS2参与反应时,有mol的氧气参与反应,同时得到1molCu,共转移电子的物质的量为
=12.5mol,
故答案为:Cu、O;12.5;
(2)冶炼过程产生大量SO2.分析下列处理方案:a.二氧化硫是污染性气体,高空排放会污染空气,处理不合理,故a错误;b.可以利用吸收二氧化硫生成硫酸,用于制备硫酸,故b合理;c.用纯碱溶液吸收二氧化硫可以制Na2SO4,故c合理;d.用浓硫酸不能吸收二氧化硫,故d不合理;可将A气体先通入品红溶液里,若品红褪色,再加热,看能否恢复红色,从而判断气体是否是二氧化硫,
故答案为:b、c;将气体通入品红溶液中,如果品红褪色,加热后又恢复红色,证明有二氧化硫;
(3)a.酸性条件下过氧化氢氧化Fe2+的离子反应方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
b.氧化铝是两性氧化物,能和强酸以及强碱反应,6H++AI2O3=3H2O+2Al3+,除去铝离子的反应是利用过量氢氧化钠溶液和铝离子反应生成四羟基合铝,
故答案为:Al3++4OH-=2H2O+AlO2-;
(4)用稀硫酸溶解熔渣B,在所得溶液中滴加高锰酸钾溶液,因高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子,使得高锰酸钾溶液褪色,故答案为:稀硫酸、KMnO4溶液;稀硫酸浸取炉渣B所得溶液使KMnO4溶液褪色.
解析
解:(1)化合价降低的元素Cu、O,在反应中被还原,根据反应方程式可知1molCuFeS2参与反应时,有mol的氧气参与反应,同时得到1molCu,共转移电子的物质的量为
=12.5mol,
故答案为:Cu、O;12.5;
(2)冶炼过程产生大量SO2.分析下列处理方案:a.二氧化硫是污染性气体,高空排放会污染空气,处理不合理,故a错误;b.可以利用吸收二氧化硫生成硫酸,用于制备硫酸,故b合理;c.用纯碱溶液吸收二氧化硫可以制Na2SO4,故c合理;d.用浓硫酸不能吸收二氧化硫,故d不合理;可将A气体先通入品红溶液里,若品红褪色,再加热,看能否恢复红色,从而判断气体是否是二氧化硫,
故答案为:b、c;将气体通入品红溶液中,如果品红褪色,加热后又恢复红色,证明有二氧化硫;
(3)a.酸性条件下过氧化氢氧化Fe2+的离子反应方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
b.氧化铝是两性氧化物,能和强酸以及强碱反应,6H++AI2O3=3H2O+2Al3+,除去铝离子的反应是利用过量氢氧化钠溶液和铝离子反应生成四羟基合铝,
故答案为:Al3++4OH-=2H2O+AlO2-;
(4)用稀硫酸溶解熔渣B,在所得溶液中滴加高锰酸钾溶液,因高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子,使得高锰酸钾溶液褪色,故答案为:稀硫酸、KMnO4溶液;稀硫酸浸取炉渣B所得溶液使KMnO4溶液褪色.
单晶硅是信息产业中重要的基础材料.通常在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、CO等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃)四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅.以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图.
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见表:
d.已知装置A中发生反应的方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
请回答下列问题:
(1)装置A中g管的作用是______;装置C中的试剂是______;装置E中的h 瓶需要冷却的理由是______.
(2)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过酒精(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是______(填写元素符号).
正确答案
解:由制备四氯化硅的实验流程可知,A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应生成氯气,B中饱和食盐水除去HCl,C装置中浓硫酸干燥氯气,D中发生Si与氯气的反应生成四氯化硅,由信息可知,E装置制取氢气,F可防止倒吸,最后氢气还原SiCl4,
(1)浓盐酸有挥发性,故分液漏斗要加盖,加盖后如没有g管,则盐酸就不易流下去,g管的作用是平衡压强,使液体顺利流出并防止漏气;制得的氯气中含有氯化氢和水,装置B用饱和食盐水除去氯化氢,装置C用浓硫酸吸水;产物SiCl4沸点低,需要冷凝收集,
故答案为:平衡压强;浓硫酸;使SiCl4冷凝收集;
(2)D中氯气与粗硅反应生成SiCl4,h瓶收集粗产物,精馏粗产品可得高纯度四氯化硅,由表中数据可以看出,蒸出SiCl4气体时,BCl3早已成气体被蒸出,而AlCl3、FeCl3、PCl5升华温度均低于SiCl4,所以当SiCl4蒸出后,而AlCl3、FeCl3、PCl5还为固体留在瓶里,
故答案为:Al、P、Cl.
解析
解:由制备四氯化硅的实验流程可知,A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应生成氯气,B中饱和食盐水除去HCl,C装置中浓硫酸干燥氯气,D中发生Si与氯气的反应生成四氯化硅,由信息可知,E装置制取氢气,F可防止倒吸,最后氢气还原SiCl4,
(1)浓盐酸有挥发性,故分液漏斗要加盖,加盖后如没有g管,则盐酸就不易流下去,g管的作用是平衡压强,使液体顺利流出并防止漏气;制得的氯气中含有氯化氢和水,装置B用饱和食盐水除去氯化氢,装置C用浓硫酸吸水;产物SiCl4沸点低,需要冷凝收集,
故答案为:平衡压强;浓硫酸;使SiCl4冷凝收集;
(2)D中氯气与粗硅反应生成SiCl4,h瓶收集粗产物,精馏粗产品可得高纯度四氯化硅,由表中数据可以看出,蒸出SiCl4气体时,BCl3早已成气体被蒸出,而AlCl3、FeCl3、PCl5升华温度均低于SiCl4,所以当SiCl4蒸出后,而AlCl3、FeCl3、PCl5还为固体留在瓶里,
故答案为:Al、P、Cl.
航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示:
(1)Ⅱ是CO2和H2的反应装置,该反应的化学方程式______
(2)从装置Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ可看出,O2的来源是CO2和H2O,宇航员每天消耗28mol O2,呼出23mol CO2,则宇航员每天呼出的气体中含H2O______mol.
(3)以下是另一种将CO2转化为O2的实验设想其中,由MgCl2•6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下:
①上图中,装置a由______、______、双孔塞和导管组成
②循环物质甲的名称是______
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行,原因是______
④装置b中填充的物质可能是______(填入编号)
c.硅胶 f.碱石灰 g.无水氯化钙 h.浓硫酸
⑤设计d装置要注意防止倒吸,请在方框中画出d装置的简图,并要求与装置c的出口处相连(铁架台不必画出).
正确答案
解:(1)CO2和H2反应生成碳和水,化学方程式为:CO2+2H2=C+2H2O,
故答案为:CO2+2H2=C+2H2O;
(2)O2的来源是CO2和H2O,根据氧原子守恒可知2n(O2)=2n(CO2)+n(H2O),即28mol×2=2×23mol+n(H2O),解得n(H2O)=10mol,
故答案为:10;
(3)①由图可知,装置a由圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞和导管组成,
故答案为:圆底烧瓶、分液漏斗;
②制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下,防止氯化镁水解,由装置可知a应生成HCl气体,d装置应吸收HCl,故循环利用的为盐酸,
故答案为:盐酸;
③氯化镁易水解,在氯化氢存在的条件下加热MgCl2•6H2O制取无水MgCl2,可以防止氯化镁水解,
故答案为:防止氯化镁水解;
④b装置应干燥HCl,且不HCl反应,应为固体,故碱石灰、浓硫酸不适合,可以选择硅胶、无水氯化钙,
故答案为:cg;
⑤用水吸收尾气中的HCl,得到盐酸,循环利用,并用倒置的漏斗,防止溶液倒吸,故d处的装置为:,
故答案为:.
解析
解:(1)CO2和H2反应生成碳和水,化学方程式为:CO2+2H2=C+2H2O,
故答案为:CO2+2H2=C+2H2O;
(2)O2的来源是CO2和H2O,根据氧原子守恒可知2n(O2)=2n(CO2)+n(H2O),即28mol×2=2×23mol+n(H2O),解得n(H2O)=10mol,
故答案为:10;
(3)①由图可知,装置a由圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞和导管组成,
故答案为:圆底烧瓶、分液漏斗;
②制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下,防止氯化镁水解,由装置可知a应生成HCl气体,d装置应吸收HCl,故循环利用的为盐酸,
故答案为:盐酸;
③氯化镁易水解,在氯化氢存在的条件下加热MgCl2•6H2O制取无水MgCl2,可以防止氯化镁水解,
故答案为:防止氯化镁水解;
④b装置应干燥HCl,且不HCl反应,应为固体,故碱石灰、浓硫酸不适合,可以选择硅胶、无水氯化钙,
故答案为:cg;
⑤用水吸收尾气中的HCl,得到盐酸,循环利用,并用倒置的漏斗,防止溶液倒吸,故d处的装置为:,
故答案为:.
氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途.下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程:
根据上述流程回答下列问题:
(1)混合①中发生反应的化学方程式为______.
(2)混合①中使用冰水的目的是______.
(3)操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是______、______.
操作Ⅲ一般适用于分离______混合物.(选填编号)
a.固体和液体 b.固体和固体 c.互不相溶的液体 d.互溶的液体
(4)混合②中加入Na2SO3的目的是______.
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体,但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的黄色.于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究:
甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+,则用于证明该假设所用的试剂为______,若假设成立可观察到的现象为______.
乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为______,其用于证明该假设所用的试剂为______.
正确答案
解:(1)Br2具有强氧化性,在溶液中将SO2氧化为H2SO4,自身被还原为HBr,反应方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4.
故答案为:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4.
(2)Br2氧化SO2放出很多热量,溴易挥发,使用冰水,降低体系温度,防止溴蒸发,使反应完全.
故答案为:降低体系温度,防止溴蒸发,使反应完全.
(3)由工艺流程可知,操作Ⅱ分离固体与液体,应是过滤;操作Ⅲ为互溶的溶液组分的分离,应是蒸馏.蒸馏一般适用与互溶的液体的分离.
故答案为:过滤;蒸馏;d.
(4)粗品中可能含有为反应的Br2,加入Na2SO3,除去粗品中未反应完的溴.
故答案为:除去粗品中未反应完的溴.
(5)用KSCN溶液检验Fe3+,取少许溶液滴加KSCN溶液,溶液变成血红色,说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+.
由工艺流程可知,溶液中可能含有Br2,可以用CCl4萃取方法检验,取少许溶液加振荡、静置分层,下层呈橙红色,说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Br2.
故答案为:KSCN溶液;溶液变成血红色;含有Br2;CCl4.
解析
解:(1)Br2具有强氧化性,在溶液中将SO2氧化为H2SO4,自身被还原为HBr,反应方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4.
故答案为:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4.
(2)Br2氧化SO2放出很多热量,溴易挥发,使用冰水,降低体系温度,防止溴蒸发,使反应完全.
故答案为:降低体系温度,防止溴蒸发,使反应完全.
(3)由工艺流程可知,操作Ⅱ分离固体与液体,应是过滤;操作Ⅲ为互溶的溶液组分的分离,应是蒸馏.蒸馏一般适用与互溶的液体的分离.
故答案为:过滤;蒸馏;d.
(4)粗品中可能含有为反应的Br2,加入Na2SO3,除去粗品中未反应完的溴.
故答案为:除去粗品中未反应完的溴.
(5)用KSCN溶液检验Fe3+,取少许溶液滴加KSCN溶液,溶液变成血红色,说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+.
由工艺流程可知,溶液中可能含有Br2,可以用CCl4萃取方法检验,取少许溶液加振荡、静置分层,下层呈橙红色,说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Br2.
故答案为:KSCN溶液;溶液变成血红色;含有Br2;CCl4.
FeCl3在现代工业生产中应用广泛.某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S.
I、经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华.他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
①检查装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成
④…
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为______;
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A的右端.要使沉积得FeCl3进入收集器,第④步操作是______.
(3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)______
(4)装置B中的冷水作用为______;装置C的名称为______
(5)FeCl3与H2S反应的离子方程式为______.
正确答案
解:Ⅰ.(1)氯气具有强氧化性,将变价铁氧化成高价铁,生成氯化铁,所以装置A中铁与氯气反应生成氯化铁,反应为2Fe+3Cl22FeCl3,
故答案为:2Fe+3Cl22FeCl3;
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,第④步操作是对FeCl3加热发生升华使沉积的FeCl3进入收集器,
故答案为:在沉积的FeCl3固体下方加热;
(3)为防止FeCl3潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl2⑤用干燥的N2赶尽Cl2,
故选:②⑤;
(4)B中的冷水作用为是冷却FeCl3使其沉积,便于收集产品,装置C的名称为干燥管;
故答案为:冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品;干燥管;
(5)三价铁具有氧化性,硫化氢具有还原性,二者之间发生氧化还原反应:2FeCl3+3H2S=2FeCl2+6HCl+3S↓,离子方程式为:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,
故答案为:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+.
解析
解:Ⅰ.(1)氯气具有强氧化性,将变价铁氧化成高价铁,生成氯化铁,所以装置A中铁与氯气反应生成氯化铁,反应为2Fe+3Cl22FeCl3,
故答案为:2Fe+3Cl22FeCl3;
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,第④步操作是对FeCl3加热发生升华使沉积的FeCl3进入收集器,
故答案为:在沉积的FeCl3固体下方加热;
(3)为防止FeCl3潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl2⑤用干燥的N2赶尽Cl2,
故选:②⑤;
(4)B中的冷水作用为是冷却FeCl3使其沉积,便于收集产品,装置C的名称为干燥管;
故答案为:冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品;干燥管;
(5)三价铁具有氧化性,硫化氢具有还原性,二者之间发生氧化还原反应:2FeCl3+3H2S=2FeCl2+6HCl+3S↓,离子方程式为:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,
故答案为:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+.
(2013秋•威海期中)高锰酸钾在实验室和医疗上有非常广泛的应用.以下是工业上用软锰矿(主要含MnO2)制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程:
(1)上述生产过程中,第①步的氧化剂为(写化学式)______.
(2)第②步反应的化学方程式是______.
(3)由母液制得KOH应加入的物质是______.写出相应化学方程式______.
(4)操作Ⅰ用到的仪器有______,操作Ⅱ是根据KMnO4和K2CO3两种物质在______上的差异,采用蒸发结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体.
正确答案
解:(1)软锰矿与KOH的熔融物在有氧气作氧化剂的前提下等到K2MnO4,故答案为:O2;
(2)向K2MnO4溶液里通CO2制KMnO4和K2CO3,根据化合价升降可知还原产物为MnO2,发生反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+2K2CO3+MnO2,故答案为:3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+2K2CO3+MnO2;
(3)根据复分解反应的条件,只要选择Ca(OH)2或Ba(OH)2就可以将K2CO3转化为KOH,发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+K2CO3═Ca CO3↓+2KOH,
故答案为:Ba(OH)2或Ca(OH)2或CaO等;Ca(OH)2+K2CO3═Ca CO3↓+2KOH;
(4)过滤操作用到的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈),可利用溶解度的差异通过蒸发浓缩,冷却结晶的方法分离KMnO4和KOH的混合溶得到KMnO4粗晶体,故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈);溶解度.
解析
解:(1)软锰矿与KOH的熔融物在有氧气作氧化剂的前提下等到K2MnO4,故答案为:O2;
(2)向K2MnO4溶液里通CO2制KMnO4和K2CO3,根据化合价升降可知还原产物为MnO2,发生反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+2K2CO3+MnO2,故答案为:3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+2K2CO3+MnO2;
(3)根据复分解反应的条件,只要选择Ca(OH)2或Ba(OH)2就可以将K2CO3转化为KOH,发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+K2CO3═Ca CO3↓+2KOH,
故答案为:Ba(OH)2或Ca(OH)2或CaO等;Ca(OH)2+K2CO3═Ca CO3↓+2KOH;
(4)过滤操作用到的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈),可利用溶解度的差异通过蒸发浓缩,冷却结晶的方法分离KMnO4和KOH的混合溶得到KMnO4粗晶体,故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈);溶解度.
二氯化二硫(S2C12)在工业上用于橡胶的硫化.为在实验室合成S2Cl2,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,得到如下信息:
①将干燥的氯气在110℃~140℃与硫反应,即可得S2C12粗品.
②有关物质的部分性质如下表:
设计实验装置图如下:
请回答下列问题:
①如何检查装置的气密性______;
②装置中导管a的作用是______;
③C、D中的试剂分别是______、______;
④F导气管管径要大一些是为了防止______;
⑤S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种化学式)______、______;
⑥如果没有H装置产率会大大降低,原因是______;(用化学方程式表示)
⑦I中NaOH的作用是______.
正确答案
解:①在烧杯中加入适量的水,将导气管末端插入液面以下,用酒精灯稍稍加热烧瓶,导气管末端产生气泡,移走双手后,导气管中有一段水柱,说明气密性良好,
故答案为:在烧杯中加入适量的水,将导气管末端插入液面以下,用酒精灯稍稍加热烧瓶(或用双手捂住烧瓶),导气管末端产生气泡,移走双手后,导气管中有一段水柱;
②使分液漏斗与烧瓶气压相等,便于液体流下,故答案为:使分液漏斗与烧瓶气压相等便于滴加溶液;
③氯气制取过程中的产生杂质HCl、H2O,因此先用饱和食盐水除去氯气中的HCl,再用浓硫酸进行干燥即可得纯净干燥的氯气.所以C中为饱和食盐水,D中为浓硫酸,故答案为:饱和食盐水(或水);浓硫酸;
④F长玻璃管是起到导气冷凝作用,F导气管管径要大一些,防止S蒸气冷凝成固体S堵塞导管,故答案为:S蒸气冷凝成固体S堵塞导管;
⑤根据信息,温度控制不当,则会生成SCl2,还有未反应的氯气以及蒸发出的硫,故答案为:SCl2;C12;S任写其中两种即可;
⑥S2Cl2能与水反应,产率降低,方程式为:2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl,故答案为:2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl;
⑦吸收未反应的气体,防止污染环境,故答案为:吸收尾气,防止污染环境.
解析
解:①在烧杯中加入适量的水,将导气管末端插入液面以下,用酒精灯稍稍加热烧瓶,导气管末端产生气泡,移走双手后,导气管中有一段水柱,说明气密性良好,
故答案为:在烧杯中加入适量的水,将导气管末端插入液面以下,用酒精灯稍稍加热烧瓶(或用双手捂住烧瓶),导气管末端产生气泡,移走双手后,导气管中有一段水柱;
②使分液漏斗与烧瓶气压相等,便于液体流下,故答案为:使分液漏斗与烧瓶气压相等便于滴加溶液;
③氯气制取过程中的产生杂质HCl、H2O,因此先用饱和食盐水除去氯气中的HCl,再用浓硫酸进行干燥即可得纯净干燥的氯气.所以C中为饱和食盐水,D中为浓硫酸,故答案为:饱和食盐水(或水);浓硫酸;
④F长玻璃管是起到导气冷凝作用,F导气管管径要大一些,防止S蒸气冷凝成固体S堵塞导管,故答案为:S蒸气冷凝成固体S堵塞导管;
⑤根据信息,温度控制不当,则会生成SCl2,还有未反应的氯气以及蒸发出的硫,故答案为:SCl2;C12;S任写其中两种即可;
⑥S2Cl2能与水反应,产率降低,方程式为:2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl,故答案为:2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl;
⑦吸收未反应的气体,防止污染环境,故答案为:吸收尾气,防止污染环境.
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