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题型:简答题
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简答题

铬是一种银白色的坚硬金属.铬的工业用途很广,主要有金属加工、电镀、制革行业,这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源.请回答下面与铬有关的一些问题.

(1)工业上冶炼铬的主要步骤如图1所示:

①已知步骤Ⅱ的反应方程式为:

8Na2CrO4+6Na2S+23H2O═8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH

该反应中每生成lmol Cr(OH)3时转移电子的物质的量为______mol;

②步骤IV中电解Cr2O3的阳极反应式为______

(2)某工厂采用电解法处理含铬废水.耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,其原理示意图如图2.阳极区溶液中发生的氧化还原反应为:______

(3)重铬酸铵[(NH42Cr2O7]是一种桔黄色结晶,可用作实验室制备纯净的N2及Cr2O3等.实验室可由工业级铬酸钠(Na2CrO4)为原料制取重铬酸铵.实验步骤如下:

步骤1:将铬酸钠溶于适量水中,加一定量浓硫酸酸化,使铬酸钠转化为重铬酸钠.

步骤2:先将上述溶液蒸发结晶并趁热过滤,继续将得到的晶体再溶解再蒸发结晶并趁热过滤.然后将得到的滤液冷却至40℃左右进行结晶,用水洗涤,获得重铬酸钠晶体.

步骤3:将得到的重铬酸钠和氯化铵按物质的量之比1:2溶于适量的水,加热至105~110℃时让其充分反应.

①步骤1是一个可逆反应,该反应的离子方程式为:______

②(NH42Cr2O7受热分解制取N2及Cr2O3的化学方程式为:______

③为了测定实验制得的产品中(NH42Cr2O7的含量,称取样品0.140g置于锥形瓶中,加50mL水;再加入2gKI(过量)及稍过量的稀硫酸溶液,摇匀,暗处放置10min;然后加150mL蒸馏水并加入3mL 0.5%淀粉溶液;用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液30.00mL.则该产品中(NH42Cr2O7的纯度为.(假定杂质不参加反应,已知:Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O,I2+2S2O32-═2I-+S4O62-

正确答案

解:(1)①Cr元素的化合价由+6价变为+3价,该反应中每生成lmol Cr(OH)3时转移电子的物质的量=1mol×(6-3)=3mol,故答案为:3;

②电解熔融状态的Cr2O3,阳极上氧离子失电子生成氧气,阴极上铬离子得电子发生还原反应,所以阳极上电极反应式为:2O2--4e-=O2↑,故答案为:2O2--4e-=O2↑;

(2)阳极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液,Cr2O72-具有强氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子,自身被还原生成铬离子,所以离子反应方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,

故答案为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;

(3)①酸性条件下,CrO42-和氢离子反应生成Cr2O72-,离子方程式为:2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,故答案为:2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O;

②在加热条件下,(NH42Cr2O7分解生成N2及Cr2O3,同时还生成水,则该反应方程式为:(NH42Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O,

故答案为:(NH42Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O;

③根据Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O,I2+2S2O32-═2I-+S4O62-得关系式Cr2O72-----6S2O32-

设Cr2O72-的物质的量为x,

Cr2O72-----6S2O32-

1         6

x        0.1000mol/L×0.03L

1:6=x:(0.1000mol/L×0.03L)

x=0.0005mol,

根据原子守恒得n(Cr2O72-)=n((NH42Cr2O7),则m((NH42Cr2O7)=0.0005mol×252g/mol=0.126g,

其质量分数==90%,故答案为:90%.

解析

解:(1)①Cr元素的化合价由+6价变为+3价,该反应中每生成lmol Cr(OH)3时转移电子的物质的量=1mol×(6-3)=3mol,故答案为:3;

②电解熔融状态的Cr2O3,阳极上氧离子失电子生成氧气,阴极上铬离子得电子发生还原反应,所以阳极上电极反应式为:2O2--4e-=O2↑,故答案为:2O2--4e-=O2↑;

(2)阳极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液,Cr2O72-具有强氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子,自身被还原生成铬离子,所以离子反应方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,

故答案为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;

(3)①酸性条件下,CrO42-和氢离子反应生成Cr2O72-,离子方程式为:2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,故答案为:2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O;

②在加热条件下,(NH42Cr2O7分解生成N2及Cr2O3,同时还生成水,则该反应方程式为:(NH42Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O,

故答案为:(NH42Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O;

③根据Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O,I2+2S2O32-═2I-+S4O62-得关系式Cr2O72-----6S2O32-

设Cr2O72-的物质的量为x,

Cr2O72-----6S2O32-

1         6

x        0.1000mol/L×0.03L

1:6=x:(0.1000mol/L×0.03L)

x=0.0005mol,

根据原子守恒得n(Cr2O72-)=n((NH42Cr2O7),则m((NH42Cr2O7)=0.0005mol×252g/mol=0.126g,

其质量分数==90%,故答案为:90%.

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题型:填空题
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填空题

ClO2与Cl2的氧化性相近,常温下均为气体,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛.某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究.

(1)仪器C的名称是:______.安装F中导管时,应选用图2中的:______.(填“a”或“b”)

(2)打开B的活塞,A中氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl2和ClO2,写出反应化学方程式:______;为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,可采取的措施是:______

(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是:______

(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为:______,在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是:______

(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和Ⅱ,加酸后释

放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示,若将其用于

水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂的原因是______

正确答案

球形干燥管

b

2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O

调节分液漏斗B的旋塞,减缓(慢)稀盐酸滴加速度

吸收Cl2

4H++5ClO2‾═Cl‾+4ClO2↑+2H2O

检验是否有ClO2生成

稳定剂II可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度

解析

解:(1)根据仪器特征,可知仪器C是球形干燥管;F装置应是Cl2和KI反应,还需要连接尾气处理装置,所以应长管进气,短管出气,故选b,

故答案为:锥形瓶;b;

(2)氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl2和ClO2,NaClO3中氯为+5价被还原成ClO2中+4价,盐酸中氯为-1价,被氧化成0价氯,转移电子数为2,所以NaClO3、ClO2前系数为2,Cl2前系数为1,反应化学方程式:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,:为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,产生ClO2的速率要慢,故滴加稀盐酸的速度要慢,即调节分液漏斗B的旋塞,减缓(慢)稀盐酸滴加速度,

故答案为:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O;调节分液漏斗B的旋塞,减缓(慢)稀盐酸滴加速度;

(3)F装置中发生Cl2+2KI=2KCl+I2时,碘遇淀粉变蓝,而F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是吸收Cl2

故答案为:吸收Cl2

(4)在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,根据元素守恒可知应还有水生成,该反应的离子方程式为:4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O; 在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成,

故答案为:4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O;检验是否有ClO2生成;

(5)由图可知,稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度,所以稳定剂Ⅱ好,

故答案为:稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•开封月考)金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料,被誉为“未来金属”.以钛铁矿(主要成分钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如图1.

请回答下列问题.

(1)钛酸亚铁(用R表示)与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C═2Fe+2TiO2+CO2↑,钛酸亚铁的化学式为______;钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成,该反应的化学方程式为______

(2)上述生产流程中加入铁屑的目的是______.此时溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子.常温下,其对应氢氧化物的Ksp如下表所示.

①常温下,若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L,当溶液的pH等于______时,Mg(OH)2开始沉淀.

②若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释,立即析出大量白色沉淀,该反应的离子方程式为______

(3)中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为______.Mg还原TiCl4过程中必须在1070K的温度下进行,你认为还应该控制的反应条件是______.除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是______

(4)在800~1 000℃时电解TiO2也可制得海绵钛,装置如图2所示.图中b是电源的______极,阴极的电极反应式为______

正确答案

解:钛铁矿和浓硫酸混合,钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成,浓硫酸具有强氧化性,+2价Fe具有还原性,则+2价Fe被浓硫酸氧化生成Fe3+,然后向混合物中加入水、铁屑,发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,沉降过滤,滤液I中溶质为TiOSO4和FeSO4,将滤液冷却结晶得到副产品甲和溶液II,根据流程图中溶液II中含有TiOSO4,则副产品甲为绿矾FeSO4•7H2O,先将溶液II中加入水并加热,TiO2+水解生成H2TiO3,然后过滤回收硫酸,同时得到H2TiO3,煅烧H2TiO3,H2TiO3分解生成TiO2和水,乙能和氯气、C在高温下发生氧化还原反应生成TiCl4,则乙是TiO2,在高温条件下,用Mg和四氯化钛发生置换反应生成Ti;

(1)根据原子守恒可知钛酸亚铁的化学式为FeTiO3,钛铁矿精矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成,依据氧化还原反应分析,应生成硫酸亚铁和水,反应的化学方程式为:FeTiO3+H2SO4(浓)=TiOSO4+FeSO4+2H2O,

故答案为:FeTiO3;FeTiO3+H2SO4(浓)=TiOSO4+FeSO4+2H2O;

(2)钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4,加入铁屑,可防止Fe2+氧化,故答案为:防止Fe2+氧化;

①Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH-)=1.8×10-11,故c(OH-)==10-4,故c(H+)==10-10mol/L,故此时pH=10,故答案为:10;

②已知TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀和氢离子,其离子方程式为:TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+,故答案为:TiO2++2H2O═TiO(OH)2↓(或H2TiO3)+2H+ );

(3)中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO,防止碳与氧气反应,应可绝空气加热,可用稀盐酸溶解镁除去钛中混有的镁,

故答案为:TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO;隔绝空气;稀盐酸;

(4)电解池的阳极是氧离子发生失电子的氧化反应,导致氧气等气体的出现,所以电极反应式为:2O2-→O2↑+4e-,电解池的阴极发生得电子的还原反应,是二氧化钛电极本身得电子的过程,即TiO2+4e-→Ti+2O2-;电解池中,电解质里的阴离子O2-、Cl-均移向阳极,

故答案为:正;TiO2+4e-→Ti+2O2-

解析

解:钛铁矿和浓硫酸混合,钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成,浓硫酸具有强氧化性,+2价Fe具有还原性,则+2价Fe被浓硫酸氧化生成Fe3+,然后向混合物中加入水、铁屑,发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,沉降过滤,滤液I中溶质为TiOSO4和FeSO4,将滤液冷却结晶得到副产品甲和溶液II,根据流程图中溶液II中含有TiOSO4,则副产品甲为绿矾FeSO4•7H2O,先将溶液II中加入水并加热,TiO2+水解生成H2TiO3,然后过滤回收硫酸,同时得到H2TiO3,煅烧H2TiO3,H2TiO3分解生成TiO2和水,乙能和氯气、C在高温下发生氧化还原反应生成TiCl4,则乙是TiO2,在高温条件下,用Mg和四氯化钛发生置换反应生成Ti;

(1)根据原子守恒可知钛酸亚铁的化学式为FeTiO3,钛铁矿精矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成,依据氧化还原反应分析,应生成硫酸亚铁和水,反应的化学方程式为:FeTiO3+H2SO4(浓)=TiOSO4+FeSO4+2H2O,

故答案为:FeTiO3;FeTiO3+H2SO4(浓)=TiOSO4+FeSO4+2H2O;

(2)钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4,加入铁屑,可防止Fe2+氧化,故答案为:防止Fe2+氧化;

①Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH-)=1.8×10-11,故c(OH-)==10-4,故c(H+)==10-10mol/L,故此时pH=10,故答案为:10;

②已知TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀和氢离子,其离子方程式为:TiO2++2H2O═H2TiO3↓+2H+,故答案为:TiO2++2H2O═TiO(OH)2↓(或H2TiO3)+2H+ );

(3)中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO,防止碳与氧气反应,应可绝空气加热,可用稀盐酸溶解镁除去钛中混有的镁,

故答案为:TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO;隔绝空气;稀盐酸;

(4)电解池的阳极是氧离子发生失电子的氧化反应,导致氧气等气体的出现,所以电极反应式为:2O2-→O2↑+4e-,电解池的阴极发生得电子的还原反应,是二氧化钛电极本身得电子的过程,即TiO2+4e-→Ti+2O2-;电解池中,电解质里的阴离子O2-、Cl-均移向阳极,

故答案为:正;TiO2+4e-→Ti+2O2-

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题型:简答题
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简答题

硫酸铁铵[aFe2(SO43•b(NH42SO4•cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等.某化工厂以硫酸亚铁(含少量硝酸钙)和硫酸铵为原料,设计了如图工艺流程制取硫酸铁铵.

请回答下列问题:

(1)硫酸亚铁溶液加H2SO4酸化的主要目的是______,滤渣A的主要成分是______

(2)下列物质中最适合的氧化剂B是______;反应的离子方程式______

a.NaClO        b.H2O2        c.KMnO4        d.K2Cr2O7

(3)操作甲、乙的名称分别是:甲______,乙______

(4)如图流程中,氧化之后和加热蒸发之前,需取少量检验Fe2+是否已全部被氧化,所加试剂为______(写名称),能否用酸性的KMnO4溶液?(如果能,下问忽略)理由是:______.(可用语言或方程式说明)

(5)检验硫酸铁铵中NH4+的方法是______

(6)称取14.00g样品,将其溶于水配制成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14g沉淀;向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO32溶液,恰好完全反应.则该硫酸铁铵的化学式为______

正确答案

解:原料中加入硫酸酸化,可生成硫酸钙沉淀,减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁,加入硫酸铵,在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,

(1)加入硫酸,可增大溶液中SO42-浓度,将Ca2+转化为沉淀,生成CaSO4,同时抑制Fe2+水解,

故答案为:增大溶液中SO42-浓度,将Ca2+转化为沉淀或抑制Fe2+水解;CaSO4

(2)为避免引入新杂质,应加入过氧化氢为氧化剂,还原产物是水,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:b;H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;

(3)在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,温度不能过高,防止分解,

故答案为:冷却结晶;常温晾晒;

(4)检验二价铁离子应该使用黄色的铁氰化钾K3〔Fe(CN)6〕溶液;二价铁离子与铁氰根离子反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀:3Fe2++2〔Fe(CN)63-=Fe3〔Fe(CN)62↓;不能,因为过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色;

故答案为:铁氰化钾溶液;不能,因为过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色;

(5)检验NH4+的方法是加入强碱反应、加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体,该气体是氨气,从而证明原溶液中一定含有NH4+

故答案为:在试管中加入少量样品和NaOH固体加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,看到试纸变成蓝色;

(6)称取14.00g样品,将其溶于水配置成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14g沉淀,应为Fe(OH)3

n(Fe(OH)3)==0.02mol,

向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO32溶液,恰好完全反应,则n(SO42-)=0.05mol,

所以14.00g样品中含有Fe2(SO430.02mol,n(SO42-)为0.1mol,则(NH42SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol,

则m(H2O)=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g,

n(H2O)==0.04mol,

n(Fe2(SO43):n((NH42SO4):n(H2O)=0.02:0.04:0.04=1:2:2,

所以化学式为Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O,

故答案为:Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O.

解析

解:原料中加入硫酸酸化,可生成硫酸钙沉淀,减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁,加入硫酸铵,在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,

(1)加入硫酸,可增大溶液中SO42-浓度,将Ca2+转化为沉淀,生成CaSO4,同时抑制Fe2+水解,

故答案为:增大溶液中SO42-浓度,将Ca2+转化为沉淀或抑制Fe2+水解;CaSO4

(2)为避免引入新杂质,应加入过氧化氢为氧化剂,还原产物是水,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:b;H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;

(3)在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,温度不能过高,防止分解,

故答案为:冷却结晶;常温晾晒;

(4)检验二价铁离子应该使用黄色的铁氰化钾K3〔Fe(CN)6〕溶液;二价铁离子与铁氰根离子反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀:3Fe2++2〔Fe(CN)63-=Fe3〔Fe(CN)62↓;不能,因为过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色;

故答案为:铁氰化钾溶液;不能,因为过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色;

(5)检验NH4+的方法是加入强碱反应、加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体,该气体是氨气,从而证明原溶液中一定含有NH4+

故答案为:在试管中加入少量样品和NaOH固体加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,看到试纸变成蓝色;

(6)称取14.00g样品,将其溶于水配置成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14g沉淀,应为Fe(OH)3

n(Fe(OH)3)==0.02mol,

向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO32溶液,恰好完全反应,则n(SO42-)=0.05mol,

所以14.00g样品中含有Fe2(SO430.02mol,n(SO42-)为0.1mol,则(NH42SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol,

则m(H2O)=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g,

n(H2O)==0.04mol,

n(Fe2(SO43):n((NH42SO4):n(H2O)=0.02:0.04:0.04=1:2:2,

所以化学式为Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O,

故答案为:Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O.

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题型:简答题
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简答题

3,5-二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体,可用于天然物质白柠檬素的合成.一种以间苯三酚为原料的合成反应如下:

甲醇、乙醚和3,5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表:

(1)反应结束后,先分离出甲醇,再加入乙醚进行萃取.①分离出甲醇的操作是的______.②萃取用到的分液漏斗使用前需______并洗净,分液时有机层在分液漏斗的______填(“上”或“下”)层.

(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、少量蒸馏水进行洗涤.用饱和NaHCO3 溶液洗涤的目的是______;不用饱和Na2CO3洗涤的目的是______

(3)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是______(填字母).

a.蒸馏除去乙醚 b.冷却结晶  c.过滤除去干燥剂  d.加入无水CaCl2干燥.

正确答案

解:(1)①根据图表知,甲醇和乙醚的能互溶,但沸点不同,所以可以采用蒸馏的方法分离出甲醇,故答案为:蒸馏;

②分液漏斗在使用前要进行检漏,当分液漏斗不漏时才能使用,根据密度知,有机层的密度小于水,是在上方,故答案为:检查是否漏水;上;

(2)因为混合物中含有氯化氢,氯化氢能和碳酸氢钠反应,所以为除去氯化氢用饱和NaHCO3 溶液洗涤,酚羟基可以和碳酸钠溶液得到酚钠和碳酸氢钠,故答案为:除去HCl;酚羟基可以和碳酸钠反应;

(3)洗涤完成后,为除去水分,用无水氯化钙干燥,然后过滤除去干燥剂,再根据沸点不同利用蒸馏的方法除去乙醚,最后再利用重结晶的方法制得较纯产物,所以其排列顺序为:dcab,故答案为:dcab;

解析

解:(1)①根据图表知,甲醇和乙醚的能互溶,但沸点不同,所以可以采用蒸馏的方法分离出甲醇,故答案为:蒸馏;

②分液漏斗在使用前要进行检漏,当分液漏斗不漏时才能使用,根据密度知,有机层的密度小于水,是在上方,故答案为:检查是否漏水;上;

(2)因为混合物中含有氯化氢,氯化氢能和碳酸氢钠反应,所以为除去氯化氢用饱和NaHCO3 溶液洗涤,酚羟基可以和碳酸钠溶液得到酚钠和碳酸氢钠,故答案为:除去HCl;酚羟基可以和碳酸钠反应;

(3)洗涤完成后,为除去水分,用无水氯化钙干燥,然后过滤除去干燥剂,再根据沸点不同利用蒸馏的方法除去乙醚,最后再利用重结晶的方法制得较纯产物,所以其排列顺序为:dcab,故答案为:dcab;

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题型:简答题
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简答题

二氧化锰是制造锌锰干电池的基本原料,普通锌锰干电池的电池反应式为:

2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2.工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯度二氧化锰的流程如下(软锰矿中所有金属元素在酸性条件下均以阳离子形式存在):

某软锰矿的主要成分为MnO2,还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.24%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH及部分硫化物的Ksp(均为25℃时)见下表,回答下列问题:

(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要化学方程式为:______

(2)滤渣A的主要成分为______

(3)加入MnS的目的是除去______杂质.

(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应式为______

(5)从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有______(写两种)

正确答案

解:(1)根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4,Fe2+被氧化为Fe3+,故酸浸时生成硫酸锰、硫酸铁,根据元素守恒还有水生成,反应方程式为2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO43+2H2O.

故答案为:2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO43+2H2O.

(2)酸浸后的过滤液中含有Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+,加氨水调pH至5.4,结合题中阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH可知,Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,其它离子不沉淀,故滤渣A的主要成分为

Fe(OH)3和Al(OH)3

故答案为:Fe(OH)3和Al(OH)3

(3)根据题中硫化物的Ksp可知,加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+

故答案为:Cu2+、Zn2+

(4)碱性锌锰干电池中Zn作负极,则MnO2作正极得电子,其电极反应式应为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-

故答案为:MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-

(5)从碱性锌锰干电池的原料可知,其废旧电池可回收利用的物质为锌和MnO2

故答案为:锌、二氧化锰.

解析

解:(1)根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4,Fe2+被氧化为Fe3+,故酸浸时生成硫酸锰、硫酸铁,根据元素守恒还有水生成,反应方程式为2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO43+2H2O.

故答案为:2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO43+2H2O.

(2)酸浸后的过滤液中含有Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+,加氨水调pH至5.4,结合题中阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH可知,Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,其它离子不沉淀,故滤渣A的主要成分为

Fe(OH)3和Al(OH)3

故答案为:Fe(OH)3和Al(OH)3

(3)根据题中硫化物的Ksp可知,加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+

故答案为:Cu2+、Zn2+

(4)碱性锌锰干电池中Zn作负极,则MnO2作正极得电子,其电极反应式应为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-

故答案为:MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-

(5)从碱性锌锰干电池的原料可知,其废旧电池可回收利用的物质为锌和MnO2

故答案为:锌、二氧化锰.

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简答题

无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等.工业上由铝土矿(A12O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下.

(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为______

(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为______,在标准状况下,吸收112L Cl2需要______mol Na2SO3

(3)为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度,称取无水AlCl3样品,溶于过量的NaOH溶液,过滤出沉淀物,经洗涤、灼烧、冷却、称重.试写出测定无水AlCl3产品纯度的过程中有关反应的离子方程式:

____________

(4)工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中,最后一步是由AlCl3•6H2O脱去结晶水制备无水AlCl3,实现这一步的操作方法是______

(5)工业上铝土矿经提纯后可冶炼铝,写出在950-970℃和Na3AlF6作用下进行电解制铝反应的化学方程式______

(6)为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度,称取16.25克无水AlCl3样品溶于过量的NaOH溶液,过滤出沉淀物,沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,残留固体质量为0.32克,则AlCl3产品的纯度为______

正确答案

解:(1)根据工艺流程可知氯化炉的产物,经冷却、升华可制备无水AlCl3,说明氯化炉的产物中含有A1C13,冷凝器尾气含有CO,所以Al2O3、C12和C反应,生成A1C13和CO,反应方程式为A12O3+3C12+3C2A1C13+3CO,

故答案为:A12O3+3C12+3C2A1C13+3CO;

(2)Cl2有强氧化性,将SO32-氧化为SO42-,自身被还原为2C1-.反应离子方程式为SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+

在标准状况下,112L Cl2的物质的量为5mol,则由方程式可知应消耗5molNa2SO3

故答案为:SO32-+C12+H2O=SO42-+2C1-+2H+;5;

(3)除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀,铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水,

离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,

故答案为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;

(4)氯化铝溶液发生水解,将AlCl3•6H2O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水,

故答案为:在干燥HCl气流中加热;

(5)氧化铝在950-970℃和Na3AlF6作用下进行电解生成铝和氧气,方程式为2A12O34Al+3O2↑,

故答案为:2A12O34Al+3O2↑.

(6)根据铁原子守恒,令含有杂质FeCl3质量为mg,则

Fe2O3~~~~~2FeCl3

160            325

0.32g           mg

所以 =,解得,m=0.65g,

所以AlCl3产品的纯度为×100%=96%,

故答案为:96%.

解析

解:(1)根据工艺流程可知氯化炉的产物,经冷却、升华可制备无水AlCl3,说明氯化炉的产物中含有A1C13,冷凝器尾气含有CO,所以Al2O3、C12和C反应,生成A1C13和CO,反应方程式为A12O3+3C12+3C2A1C13+3CO,

故答案为:A12O3+3C12+3C2A1C13+3CO;

(2)Cl2有强氧化性,将SO32-氧化为SO42-,自身被还原为2C1-.反应离子方程式为SO32-+C12+H2O═SO42-+2C1-+2H+

在标准状况下,112L Cl2的物质的量为5mol,则由方程式可知应消耗5molNa2SO3

故答案为:SO32-+C12+H2O=SO42-+2C1-+2H+;5;

(3)除杂过程中铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化铁沉淀,铝离子与氢氧根离子结合成偏铝酸根和水,

离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,

故答案为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;

(4)氯化铝溶液发生水解,将AlCl3•6H2O脱水制备无水氯化铝可在HCl气流中加热脱结晶水,

故答案为:在干燥HCl气流中加热;

(5)氧化铝在950-970℃和Na3AlF6作用下进行电解生成铝和氧气,方程式为2A12O34Al+3O2↑,

故答案为:2A12O34Al+3O2↑.

(6)根据铁原子守恒,令含有杂质FeCl3质量为mg,则

Fe2O3~~~~~2FeCl3

160            325

0.32g           mg

所以 =,解得,m=0.65g,

所以AlCl3产品的纯度为×100%=96%,

故答案为:96%.

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简答题

资料显示:

a.Na2S2O3、BaS2O3、BaS均易溶于水.

b.SO2、Na2S、Na2CO3反应可生成Na2S2O3

某化学小组据此进行了制备硫代硫酸钠(Na2S2O3)的探究,实验制备装置如图所示(省略夹持装置):

回答问题:

(1)仪器a的名称是______

(2)装置A中发生反应的化学方程式是______

(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率.

①B中最好盛装的液体是______

a.蒸馏水  b.饱和Na2SO3溶液   c.饱和NaHSO3溶液  d.饱和NaHCO3溶液

②如使SO2缓慢进入烧瓶C,正确的操作是______

(4)在装置C中生成Na2S2O3

①完成反应方程式:______SO2+______Na2S+______Na2CO3=______Na2S2O3+______

②反应开始先使A中发生反应一会儿,再使C中反应发生,其原因是______

③结束反应后,取C中溶液,经______、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到Na2S2O3•5H2O.

(5)完成对所得产品的检测的实验:

正确答案

解:(1)仪器a的名称是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;

(2)浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫和硫酸钠,反应方程式为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,故答案为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;

(3)①装置B中所盛放的液体应不能够与二氧化硫反应,二氧化硫能够溶于水,能够与亚硫酸钠和碳酸氢钠溶液反应,故答案为:C;

②如使SO2缓慢进入烧瓶C,应使A中缓慢反应,控制分液漏斗的活塞,使浓硫酸缓慢滴入A中,故答案为:控制分液漏斗的活塞,使浓硫酸缓慢滴入A中;

(4)①S元素在二氧化硫中为+4价,在硫化钠中为-2价,反应后为+2价,所以二氧化硫和硫化钠物质的量之比为2:1,据原子守恒,二氧化硫钱的化学计量数为4,硫化钠的化学计量数为2,据原子守恒,还生成二氧化碳,化学方程式为4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2,故答案为:4;2;1;3;CO2

②先使C中充满二氧化硫,C中才能反应,故答案为:A中反应一会生成二氧化硫,C中才能反应;

③将Na2S2O3结晶析出的操作应为:蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发;

(5)向溶液中滴加过量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明杂志可能有Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4,向沉淀中加入过量盐酸,沉淀完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,说明没有Na2SO4,一定有Na2SO3,可能有Na2CO3,据反应方程式,消耗0.100 0mol•L-1×0.01810L=0.001810mol碘,能够反应0.00362mol硫代硫酸钠,质量为0.00362mol×248g/mol=8.9776g,所以产品纯度为×100%≈×100%,故答案为:Na2SO3;Na2SO3;Na2S;Na2CO3;Na2SO4×100%.

解析

解:(1)仪器a的名称是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;

(2)浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫和硫酸钠,反应方程式为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,故答案为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;

(3)①装置B中所盛放的液体应不能够与二氧化硫反应,二氧化硫能够溶于水,能够与亚硫酸钠和碳酸氢钠溶液反应,故答案为:C;

②如使SO2缓慢进入烧瓶C,应使A中缓慢反应,控制分液漏斗的活塞,使浓硫酸缓慢滴入A中,故答案为:控制分液漏斗的活塞,使浓硫酸缓慢滴入A中;

(4)①S元素在二氧化硫中为+4价,在硫化钠中为-2价,反应后为+2价,所以二氧化硫和硫化钠物质的量之比为2:1,据原子守恒,二氧化硫钱的化学计量数为4,硫化钠的化学计量数为2,据原子守恒,还生成二氧化碳,化学方程式为4SO2+2Na2S+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2,故答案为:4;2;1;3;CO2

②先使C中充满二氧化硫,C中才能反应,故答案为:A中反应一会生成二氧化硫,C中才能反应;

③将Na2S2O3结晶析出的操作应为:蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发;

(5)向溶液中滴加过量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明杂志可能有Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4,向沉淀中加入过量盐酸,沉淀完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,说明没有Na2SO4,一定有Na2SO3,可能有Na2CO3,据反应方程式,消耗0.100 0mol•L-1×0.01810L=0.001810mol碘,能够反应0.00362mol硫代硫酸钠,质量为0.00362mol×248g/mol=8.9776g,所以产品纯度为×100%≈×100%,故答案为:Na2SO3;Na2SO3;Na2S;Na2CO3;Na2SO4×100%.

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焦亚硫酸钠(化学式为Na2S2O5)是一种常用的食品抗氧化剂,Na2S2O5中硫元素的化合价为______,工业上制备Na2S2O5的方法有多种,下面是其中的一种生产工艺流程图.

(1)晶体Ⅰ的成分是______,操作Ⅱ包括过滤、洗涤、干燥,则洗涤剂最好是______,干燥时需要在还原性气候或惰性气体氛围下,其原因______

(2)写出有关反应方程式:CuS灼烧______,反应釜Ⅱ:______

正确答案

解:一般的化合物中O元素化合价为-2价、Na元素化合价为+1,根据化合物中各元素化合价的代数和为0得S元素化合价==+4,

故答案为:+4;

将氯化钠溶液中加入反应釜I中,通入氨气、二氧化碳,碳酸氢钠溶解度较小,所以发生反应NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,析出NaHCO3晶体;将晶体I溶于水,然后向反应釜II中加入SO2,发生反应2NaHCO3+2SO2=Na2S2O5+2CO2+H2O,向反应釜II中加入等体积乙醇得到晶体II,则晶体II为Na2S2O5,过滤、洗涤得到纯品;

将CuS在空气中灼烧,发生反应2CuS+3O22CuO+2SO2,得到的黑色固体CuO,将CuO溶于稀硫酸,生成硫酸铜,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到硫酸铜,

(1)通过以上分析知,晶体Ⅰ的成分是NaHCO3,操作Ⅱ包括过滤、洗涤、干燥,则洗涤剂最好是乙醇,因为Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3,干燥时需要在还原性气候或惰性气体氛围下,其原因Na2S2O5晶体在空气中被氧化生成Na2SO4

故答案为:NaHCO3;无水乙醇;Na2S2O5晶体在空气中被氧化生成Na2SO4

(2)CuS灼烧方程式为2CuS+3O22CuO+2SO2,反应釜Ⅱ反应方程式为2NaHCO3+2SO2=Na2S2O5+2CO2+H2O,

故答案为:2CuS+3O22CuO+2SO2;2NaHCO3+2SO2=Na2S2O5+2CO2+H2O.

解析

解:一般的化合物中O元素化合价为-2价、Na元素化合价为+1,根据化合物中各元素化合价的代数和为0得S元素化合价==+4,

故答案为:+4;

将氯化钠溶液中加入反应釜I中,通入氨气、二氧化碳,碳酸氢钠溶解度较小,所以发生反应NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,析出NaHCO3晶体;将晶体I溶于水,然后向反应釜II中加入SO2,发生反应2NaHCO3+2SO2=Na2S2O5+2CO2+H2O,向反应釜II中加入等体积乙醇得到晶体II,则晶体II为Na2S2O5,过滤、洗涤得到纯品;

将CuS在空气中灼烧,发生反应2CuS+3O22CuO+2SO2,得到的黑色固体CuO,将CuO溶于稀硫酸,生成硫酸铜,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到硫酸铜,

(1)通过以上分析知,晶体Ⅰ的成分是NaHCO3,操作Ⅱ包括过滤、洗涤、干燥,则洗涤剂最好是乙醇,因为Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3,干燥时需要在还原性气候或惰性气体氛围下,其原因Na2S2O5晶体在空气中被氧化生成Na2SO4

故答案为:NaHCO3;无水乙醇;Na2S2O5晶体在空气中被氧化生成Na2SO4

(2)CuS灼烧方程式为2CuS+3O22CuO+2SO2,反应釜Ⅱ反应方程式为2NaHCO3+2SO2=Na2S2O5+2CO2+H2O,

故答案为:2CuS+3O22CuO+2SO2;2NaHCO3+2SO2=Na2S2O5+2CO2+H2O.

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新化一中化学奥赛小组在Fe(OH)3胶体的制备实验中,有甲、乙、丙三名同学分别进行了如下操作:

甲同学:向1mol•L-1的FeCl3溶液中加少量NaOH溶液.

乙同学:直接加热饱和FeCl3溶液.

丙同学:向25mL沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液;继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热.

试回答下列问题:

(1)其中操作正确的同学是______

(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是______写出制得Fe(OH)3胶体的化学方程式______

(3)在胶体中加入电解质溶液或带有相反电荷的胶体微粒能使胶体微粒沉淀出来.丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行实验:①将其装入U形管内,用石墨作电极,通电一段时间后发现阴极区附近的颜色逐渐变深,这表明Fe(OH)3胶体微粒带______(填“正”或“负”)电荷.②向其中加入饱和Na2SO4溶液,产生的现象是______

正确答案

解:(1)甲同学向1mol•L-氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液,会发生复分解反应生成红褐色沉淀,乙同学直接加热饱和FeCl3溶液,三价铁会水解生成红褐色沉淀,制备氢氧化铁胶体的方法:向25ml沸水中逐滴加入1~2mL FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,

故答案为:丙同学;

(2)胶体具有丁达尔效应:当光束通过胶体时,从侧面观察到一条光亮的“通路”,氯化铁水解生成氢氧化铁胶体,化学方程式:FeCl3+3H2O(沸水)⇌Fe(OH)3(胶体)+3HCl,

故答案为:用激光笔照射溶液,若出现明显的光路,则说明有Fe(OH)3胶体生成;FeCl3+3H2O(沸水)⇌Fe(OH)3(胶体)+3HCl;

(3)胶体具有电泳性质,电泳实验证明了胶体胶粒带点,胶粒向负极移动,说明Fe(OH)3胶粒带正电,胶体具有聚沉的性质,向胶体中加入可溶性的盐、加热、搅拌等条件会使胶体聚沉,

故答案为:正;有红褐色沉淀生成.

解析

解:(1)甲同学向1mol•L-氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液,会发生复分解反应生成红褐色沉淀,乙同学直接加热饱和FeCl3溶液,三价铁会水解生成红褐色沉淀,制备氢氧化铁胶体的方法:向25ml沸水中逐滴加入1~2mL FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,

故答案为:丙同学;

(2)胶体具有丁达尔效应:当光束通过胶体时,从侧面观察到一条光亮的“通路”,氯化铁水解生成氢氧化铁胶体,化学方程式:FeCl3+3H2O(沸水)⇌Fe(OH)3(胶体)+3HCl,

故答案为:用激光笔照射溶液,若出现明显的光路,则说明有Fe(OH)3胶体生成;FeCl3+3H2O(沸水)⇌Fe(OH)3(胶体)+3HCl;

(3)胶体具有电泳性质,电泳实验证明了胶体胶粒带点,胶粒向负极移动,说明Fe(OH)3胶粒带正电,胶体具有聚沉的性质,向胶体中加入可溶性的盐、加热、搅拌等条件会使胶体聚沉,

故答案为:正;有红褐色沉淀生成.

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