- 物质的制备
- 共3198题
苯甲酸苯酯是重要的有机合成中间体,工业上用二苯甲酮制备苯甲酸苯酯.
制备苯甲酸苯酯的实验步骤为:
步骤1:将20mL浓H2SO4与40mL冰醋酸在下图装置的烧杯中控制在5℃以下混合.
步骤2:向烧杯中继续加入过硫酸钾25g,用电磁搅拌器搅拌4~5分钟,将二苯甲酮9.1g溶于三氯甲烷后,加到上述混合液中,控制温度不超过15℃,此时液体呈黄色.
步骤3:向黄色液体中加水,直至液体黄色消失,但加水量一般不超过1mL,室温搅拌5h.
步骤4:将反应后的混合液倒入冰水中,析出苯甲酸苯酯,抽滤产品,用无水乙醇洗涤,干燥
(1)步骤1中控制在5℃以下混合的原因为______.
(2)步骤2中为控制温度不超过15℃,向混合液中加入二苯甲酮的三氯甲烷溶液的方法是______.
(3)步骤3中加水不超过1mL,原因是______.
(4)步骤4中抽滤用到的漏斗名称为______.
(5)整个制备过程中液体混合物会出现褐色固体,原因是______;除去该固体操作为______.
正确答案
解:(1)冰醋酸为纯净的乙酸,易挥发,浓H2SO4与40mL冰醋酸混合放热,步骤1:将20mL浓H2SO4与40mL冰醋酸在下图装置的烧杯中控制在5℃以下混合,防止防止液体溅出,减少冰醋酸的挥发,
故答案为:防止液体溅出,减少冰醋酸的挥发;
(2)步骤2:先用电磁搅拌器搅拌4~5分钟,使浓H2SO4、冰醋酸、过硫酸钾充分混合,得到的溶液主要为无机溶液,二苯甲酮为有机物,易溶于有机溶剂三氯甲烷,将二苯甲酮9.1g溶于三氯甲烷后,形成二苯甲酮的三氯甲烷溶液,浓硫酸密度大,二苯甲酮的三氯甲烷溶液溶于浓H2SO4、冰醋酸、过硫酸钾混合溶液放热,所以为控制温度不超过15℃,向混合液中加入二苯甲酮的三氯甲烷溶液的方法是:多次少量加入,不断搅拌,
故答案为:多次少量加入,不断搅拌;
(3)步骤3:向黄色液体中加水,直至液体黄色消失,加水不超过1mL,否则水多了苯甲酸苯酯水解多,降低产率,且水和浓硫酸形成溶液放热,导致温度过高,降低产率,
故答案为:加水会使苯甲酸苯酯水解,降低产率(或导致温度过高等);
(4)步骤4:减压过滤也称抽滤或吸滤,抽滤用到的漏斗名称为布氏漏斗,
故答案为:布氏漏斗;
(5)整个制备过程中液体混合物会出现褐色固体可能为碳,因为浓硫酸具有脱水性,能将有机物脱水碳化,利用布氏漏斗通过抽滤提纯,
故答案为:在浓硫酸作用下反应物碳化的结果;抽滤.
解析
解:(1)冰醋酸为纯净的乙酸,易挥发,浓H2SO4与40mL冰醋酸混合放热,步骤1:将20mL浓H2SO4与40mL冰醋酸在下图装置的烧杯中控制在5℃以下混合,防止防止液体溅出,减少冰醋酸的挥发,
故答案为:防止液体溅出,减少冰醋酸的挥发;
(2)步骤2:先用电磁搅拌器搅拌4~5分钟,使浓H2SO4、冰醋酸、过硫酸钾充分混合,得到的溶液主要为无机溶液,二苯甲酮为有机物,易溶于有机溶剂三氯甲烷,将二苯甲酮9.1g溶于三氯甲烷后,形成二苯甲酮的三氯甲烷溶液,浓硫酸密度大,二苯甲酮的三氯甲烷溶液溶于浓H2SO4、冰醋酸、过硫酸钾混合溶液放热,所以为控制温度不超过15℃,向混合液中加入二苯甲酮的三氯甲烷溶液的方法是:多次少量加入,不断搅拌,
故答案为:多次少量加入,不断搅拌;
(3)步骤3:向黄色液体中加水,直至液体黄色消失,加水不超过1mL,否则水多了苯甲酸苯酯水解多,降低产率,且水和浓硫酸形成溶液放热,导致温度过高,降低产率,
故答案为:加水会使苯甲酸苯酯水解,降低产率(或导致温度过高等);
(4)步骤4:减压过滤也称抽滤或吸滤,抽滤用到的漏斗名称为布氏漏斗,
故答案为:布氏漏斗;
(5)整个制备过程中液体混合物会出现褐色固体可能为碳,因为浓硫酸具有脱水性,能将有机物脱水碳化,利用布氏漏斗通过抽滤提纯,
故答案为:在浓硫酸作用下反应物碳化的结果;抽滤.
实验室制备硝基苯的主要步骤如下:
①配制一定比例的浓硫酸和浓硝酸的混合酸加入反应器中.
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振荡,混合均匀.
③在50℃~60℃下发生反应.
④除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%的NaOH溶液洗涤,最后用蒸馏水洗涤.
⑤将用无水氯化钙于燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯.
(1)配制一定比例浓硝酸和浓硫酸混合酸时,操作注意事项是______.
(2)步骤③的加热方式是______;
(3)步骤④中,洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是______;
(4)步骤④中,粗产品用5%的NaOH溶液洗涤的目的是______;
(5)纯硝基苯是无色、密度比水______(填“大”或“小”)、具有______气味的油状液体.
正确答案
先将浓硝酸注入容器中,再慢慢注入浓硫酸,并及时搅拌和冷却
水浴加热
分液漏斗
除去粗产品中残留的酸
大
苦杏仁
解析
解:(1)浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热,配制混酸操作注意事项是:先将浓硝酸注入容器中,再慢慢注入浓硫酸,并及时搅拌和冷却,
故答案为:先将浓硝酸注入容器中,再慢慢注入浓硫酸,并及时搅拌和冷却;
(2)由于控制温度50-60℃,应采取50~60℃水浴加热,
故答案为:采取50~60℃水浴加热;
(3)硝基苯是油状液体,与水不互溶,分离互不相溶的液态,采取分液操作,需要用分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(4)反应得到粗产品中有残留的硝酸及硫酸,用氢氧化钠溶液洗涤除去粗产品中残留的酸,故答案为:除去粗产品中残留的酸;
(5)纯硝基苯是无色、密度比水大,具有苦杏仁味的液体,故答案为:大;苦杏仁.
钛被称为“21世纪的金属”,其比强度位于金属之首.工业上常用金红石(主要成分TiO2)为主要原料制取金属钛及其化合物,如:TiCl3、TiO2.
制取钛:①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO ②2Mg+TiCl4
2MgCl2+Ti③Ti+2Cl2
TiCl4 ④TiCl4
2Cl2↑+Ti铝还原法制取TiCl3:
(1)制取钛的反应②常在下列某气体中进行,该气体可以是______
a.空气 b.氮气 c.二氧化碳 d.氩气
(2)TiCl4在工业生产中为重要的中间体,写出铝还原法制取TiCl3工艺中136℃反应器中的化学反应方程式______
(3)TiCl4可用于制备TiO2,制备时向TiCl4中加入大量水并且加热可得TiO2•xH2O,写出该步反应的化学方程式______
(4)实验室模拟反应③制TiCl4的装置如图2,已知:TiCl4在常温下为液体,空气中放置时就易水解,会产生刺激性烟雾.请回答:
①仪器D的名称是______
②仪器B中反应的离子方程式为______
③实验开始时先点燃______(填“甲”或“乙”)处酒精灯.
④装置C中盛装的液体是______,装置E中盛装的液体是______
a.水 b.饱和食盐水 c.浓硫酸 d.氢氧化钠溶液
⑤装置D的主要作用是______.
正确答案
解:(1)在加热或点燃的情况下,镁能与氧气、二氧化碳和氮气反应,则选择氩气,故答案为:d;
(2)利用置换反应的原理用铝与TiCl4反应制得TiCl3,反应的方程式为4Al+3TiCl44AlCl3+3Ti,故答案为:4Al+3TiCl4
4AlCl3+3Ti;
(3)在加热的条件下,TiCl4水解得TiO2•xH2O和HCl,反应方程式为TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl↑,故答案为:TiCl4+(x+2)H2O
TiO2•xH2O↓+4HCl↑;
(4)①仪器D为球形干燥管,故答案为:球形干燥管;
②根据反应方程式MnO2+4HClCl2↑+MnCl2+2H2O可得实验室制氯气的离子反应式MnO2+4H++2Cl-
Cl2↑+Mn2++2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
Cl2↑+Mn2++2H2O;
③为了防止Ti被空气中的氧气氧化,故要利用生成的氯气除空气,则先加热制氯气的装置,故答案为:甲;
④C装置中盛装浓硫酸干燥氯气,利用E中盛装的氢氧化钠溶液吸收尾气中的氯气,防污染空气,故答案为:c;d;
⑤因TiCl4易水解,为防止外界水汽进入收集TiCl4装置,利用D装置中的氯化钙吸水,故答案为:防止水蒸汽进入造成产品水解.
解析
解:(1)在加热或点燃的情况下,镁能与氧气、二氧化碳和氮气反应,则选择氩气,故答案为:d;
(2)利用置换反应的原理用铝与TiCl4反应制得TiCl3,反应的方程式为4Al+3TiCl44AlCl3+3Ti,故答案为:4Al+3TiCl4
4AlCl3+3Ti;
(3)在加热的条件下,TiCl4水解得TiO2•xH2O和HCl,反应方程式为TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl↑,故答案为:TiCl4+(x+2)H2O
TiO2•xH2O↓+4HCl↑;
(4)①仪器D为球形干燥管,故答案为:球形干燥管;
②根据反应方程式MnO2+4HClCl2↑+MnCl2+2H2O可得实验室制氯气的离子反应式MnO2+4H++2Cl-
Cl2↑+Mn2++2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
Cl2↑+Mn2++2H2O;
③为了防止Ti被空气中的氧气氧化,故要利用生成的氯气除空气,则先加热制氯气的装置,故答案为:甲;
④C装置中盛装浓硫酸干燥氯气,利用E中盛装的氢氧化钠溶液吸收尾气中的氯气,防污染空气,故答案为:c;d;
⑤因TiCl4易水解,为防止外界水汽进入收集TiCl4装置,利用D装置中的氯化钙吸水,故答案为:防止水蒸汽进入造成产品水解.
利用磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4•2H2O)生产硫酸,同时得到硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论是从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度都具有重要意义.以下是有关的工艺流程示意图.
请回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式是______;
(2)沉淀F含有______(填化学式)等物质,可作为生产水泥的主要原料;
(3)检验滤液E中含有CO2-3的方法是______(用简要文字回答);
(4)氯化钙结晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的无机储热材料,主要选择的依据是______(填序号)
a.能导电 b.易溶于水 c.熔点较低(29℃熔化) d.无毒
(5)工业制硫酸的精制炉气中,SO2平衡转化率与温度及压强关系如下表:
分析上表数据,你认为工业上制硫酸中SO2的催化氧化的适宜条件是______.
正确答案
解:工业上以磷肥生产形成的副产物石膏(CaSO4•2H2O)与焦炭为原料可生产硫酸,同时可以得到硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,依据流程图分析可知,生成硫酸的步骤中,A为SO2,B为SO3,CO2,H2O吸收氨气生成(NH4)2CO3,碳酸铵和石膏反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,沉淀F为CaCO3和CaSO4•2H2O,在硫酸铵溶液中加入氯化钾,利用物质溶解度分离得到硫酸钾和氯化铵,氯化铵和D反应生成氨气和氯化钙晶体,说明D为CaO,溶于水生成的氢氧化钙和氯化铵反应得到氯化钙溶液,浓缩蒸发得到CaCl2•6H2O;
(1)分析判断反应Ⅰ是石膏和碳在高温下反应生成氧化钙,二氧化硫,二氧化碳,水,配平书写化学方程式为:CaSO4•2H2O+C2CaO+2SO2↑+CO2↑+4H2O↑;
故答案为:CaSO4•2H2O+C2CaO+2SO2↑+CO2↑+4H2O↑;
(2)沉淀F为CaCO3和CaSO4•2H2O,故答案为:CaCO3和CaSO4•2H2O;
(3)检验碳酸根离子的存在,可以取少量滤液加入盐酸,根据生成气体现象分析判断碳酸根离子的存在,实验方法为:取少许滤液滴加到盐酸中产生气泡;
故答案为:取少许滤液滴加到盐酸中产生气泡;
(4)氯化钙结晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的无机储热材料,是因为氯化钙结晶水合物熔点低易熔化,且无毒,与易溶于水,能导电无关;
故答案为:cd;
(5)依据图表数据分析可知,二氧化硫氧化为三氧化硫的反应是放热反应,温度低利于反应正向进行,但反应速率慢,增大压强对二氧化硫的转化率增加不大,所以为提高反应速率,在400°C-500°C,常压下,二氧化硫转化率较高,且在此温度下催化剂活性最大;
故答案为:常压、400-500℃、催化剂的条件下.
解析
解:工业上以磷肥生产形成的副产物石膏(CaSO4•2H2O)与焦炭为原料可生产硫酸,同时可以得到硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,依据流程图分析可知,生成硫酸的步骤中,A为SO2,B为SO3,CO2,H2O吸收氨气生成(NH4)2CO3,碳酸铵和石膏反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,沉淀F为CaCO3和CaSO4•2H2O,在硫酸铵溶液中加入氯化钾,利用物质溶解度分离得到硫酸钾和氯化铵,氯化铵和D反应生成氨气和氯化钙晶体,说明D为CaO,溶于水生成的氢氧化钙和氯化铵反应得到氯化钙溶液,浓缩蒸发得到CaCl2•6H2O;
(1)分析判断反应Ⅰ是石膏和碳在高温下反应生成氧化钙,二氧化硫,二氧化碳,水,配平书写化学方程式为:CaSO4•2H2O+C2CaO+2SO2↑+CO2↑+4H2O↑;
故答案为:CaSO4•2H2O+C2CaO+2SO2↑+CO2↑+4H2O↑;
(2)沉淀F为CaCO3和CaSO4•2H2O,故答案为:CaCO3和CaSO4•2H2O;
(3)检验碳酸根离子的存在,可以取少量滤液加入盐酸,根据生成气体现象分析判断碳酸根离子的存在,实验方法为:取少许滤液滴加到盐酸中产生气泡;
故答案为:取少许滤液滴加到盐酸中产生气泡;
(4)氯化钙结晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的无机储热材料,是因为氯化钙结晶水合物熔点低易熔化,且无毒,与易溶于水,能导电无关;
故答案为:cd;
(5)依据图表数据分析可知,二氧化硫氧化为三氧化硫的反应是放热反应,温度低利于反应正向进行,但反应速率慢,增大压强对二氧化硫的转化率增加不大,所以为提高反应速率,在400°C-500°C,常压下,二氧化硫转化率较高,且在此温度下催化剂活性最大;
故答案为:常压、400-500℃、催化剂的条件下.
纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业.在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙.某校学生实验小组设计如图1所示装置,制取该产品.D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉,图中夹持装置已略去.
Ⅰ.可选用的药品有:
a.石灰石 b.饱和氯化钙溶液 c.6mol/L盐酸 d.氯化铵 e.氢氧化钙
(1)A中制备气体时,所需药品是(选填字母序号)______;
(2)B中盛放的试剂______,其作用是______;
(3)写出制取氨气的化学方程式______;
(4)仪器D的名称为______,其作用是______;
(5)写出制纳米级碳酸钙的化学方程式______.
(6)本实验需配置6mol•L-1的HCl溶液480mL,用到的仪器除了烧杯外,还须用到的仪器有______
______(填仪器名称),定容时操作如图2,则所配溶液浓度______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
正确答案
解:(1)装置A为碳酸钙与盐酸反应制二氧化碳,所需药品为:a石灰石和c6mol/L盐酸,
故答案为:ac;
(2)氯化氢具有挥发性,则制取的二氧化碳中混有氯化氢气体,应该欧诺个饱和NaHCO3溶液除掉挥发出来的氯化氢,
故答案为:饱和NaHCO3溶液;除去二氧化碳中的氯化氢;
(3)实验室制取氨气采用氯化铵和氢氧化钙加热制的生成氯化钙、氨气和水,反应的方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(4)仪器D为球形干燥管,D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉,目的是吸收从圆底烧瓶C逸出的氨气,避免污染空气,
故答案为:球形干燥管;吸收氨气;
(5)氨气溶于水生成氨水,溶液呈碱性,二氧化碳是酸性气体,能和碱反应生成碳酸铵,碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵,反应的化学方程式为:CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl,
故答案为:CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl;
(6)本实验需配置6mol•L-1的HCl溶液480mL,需要选用规格为500mL的容量瓶,还需要量取、玻璃棒、胶头滴管、烧杯等仪器;
图2中定容时俯视容量瓶刻度线,会导致加入的蒸馏水体积偏小,配制的溶液体积偏小,则溶液的浓度偏高,
故答案为:500mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、量筒等;偏高.
解析
解:(1)装置A为碳酸钙与盐酸反应制二氧化碳,所需药品为:a石灰石和c6mol/L盐酸,
故答案为:ac;
(2)氯化氢具有挥发性,则制取的二氧化碳中混有氯化氢气体,应该欧诺个饱和NaHCO3溶液除掉挥发出来的氯化氢,
故答案为:饱和NaHCO3溶液;除去二氧化碳中的氯化氢;
(3)实验室制取氨气采用氯化铵和氢氧化钙加热制的生成氯化钙、氨气和水,反应的方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(4)仪器D为球形干燥管,D中装有蘸稀硫酸的脱脂棉,目的是吸收从圆底烧瓶C逸出的氨气,避免污染空气,
故答案为:球形干燥管;吸收氨气;
(5)氨气溶于水生成氨水,溶液呈碱性,二氧化碳是酸性气体,能和碱反应生成碳酸铵,碳酸铵和氯化钙发生复分解反应生成碳酸钙和氯化铵,反应的化学方程式为:CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl,
故答案为:CaCl2+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl;
(6)本实验需配置6mol•L-1的HCl溶液480mL,需要选用规格为500mL的容量瓶,还需要量取、玻璃棒、胶头滴管、烧杯等仪器;
图2中定容时俯视容量瓶刻度线,会导致加入的蒸馏水体积偏小,配制的溶液体积偏小,则溶液的浓度偏高,
故答案为:500mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、量筒等;偏高.
硅孔雀石是一种含铜的矿石,含铜形态为CuCO3•Cu(OH)2和CuSiO3•2H2O,同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、A12O3等杂质.以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图:
请回答下列问题:
(1)完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3•2H2O发生反应的化学方程式CuSiO3•2H2O+H2SO4=CuSO4+______+H2O;用离子方程式表示双氧水的作用______.
(2)步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是______.
A.Fe2O3 B.CuO C.A12O3 D.NH3•H2O
(3)有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
由上表可知:当溶液pH=4时,可以完全除去的离子是______,不能完全除去的离子是______.
(4)滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶可以得到CuSO4•5H2O晶体.某同学认为上述操作会拌有硫酸铝晶体的析出.请你结合相关数据对该同学的观点予以评价(已知常温下,A12(SO4)3饱和溶液中c(A13+)=2.25mol•L-1,Ksp[A1(OH)3]=3.2×10-34)______.
(5)若要测定硫酸铜晶体中结晶水的含量,需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙、______.实验过程中硫酸铜晶体加热失水后在空中冷却后称量,则测定结果______(填“偏高”、“偏低”或“不变”).
正确答案
解:(1)利用质量守恒定律,可以判断未知物是硅酸,利用观察法配平反应方程式为:CuSiO3•2H2O+H2SO4═CuSO4+H2SiO3+2H2O;双氧水将亚铁离子氧化成铁离子的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,
故答案为:H2SiO3;2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;
(2)由于滤液A显示酸性,加入的试剂能够中和溶液中的氢离子,还不能引进新的杂质,所以应该选用B氧化铜,故选B;
(3)有表中数据可知,pH=4时,三价铁离子完全生成了氢氧化铁沉淀,而铝离子完全沉淀需要的PH是5.2,所以铝离子没有完全沉淀,
故答案为:Fe3+;Al3+;
(4)PH=4时,溶液中的氢氧根离子的浓度为:1×10-10mol/L,溶液中铝离子浓度为:mol/L=3.2×10-4mol/L,浓缩后c(Al3+)=6.4×10-4mol/L<<2.25mol/L,所以不会有硫酸铝晶体析出,
故答案为:该同学的观点是错误的;通过计算可知,滤液B中,c(Al3+)=3.2×10-4mol/L,浓缩后c(Al3+)=6.4×10-4mol/L<<2.25mol/L,所以不会有硫酸铝晶体析出;
(5)测定硫酸铜晶体中结晶水的含量,需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙和坩埚;若是在空中冷却后称量,导致称量的剩余固体质量偏大,计算出结晶水的质量偏小,结果偏低,
故答案为:坩埚;偏低.
解析
解:(1)利用质量守恒定律,可以判断未知物是硅酸,利用观察法配平反应方程式为:CuSiO3•2H2O+H2SO4═CuSO4+H2SiO3+2H2O;双氧水将亚铁离子氧化成铁离子的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,
故答案为:H2SiO3;2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;
(2)由于滤液A显示酸性,加入的试剂能够中和溶液中的氢离子,还不能引进新的杂质,所以应该选用B氧化铜,故选B;
(3)有表中数据可知,pH=4时,三价铁离子完全生成了氢氧化铁沉淀,而铝离子完全沉淀需要的PH是5.2,所以铝离子没有完全沉淀,
故答案为:Fe3+;Al3+;
(4)PH=4时,溶液中的氢氧根离子的浓度为:1×10-10mol/L,溶液中铝离子浓度为:mol/L=3.2×10-4mol/L,浓缩后c(Al3+)=6.4×10-4mol/L<<2.25mol/L,所以不会有硫酸铝晶体析出,
故答案为:该同学的观点是错误的;通过计算可知,滤液B中,c(Al3+)=3.2×10-4mol/L,浓缩后c(Al3+)=6.4×10-4mol/L<<2.25mol/L,所以不会有硫酸铝晶体析出;
(5)测定硫酸铜晶体中结晶水的含量,需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙和坩埚;若是在空中冷却后称量,导致称量的剩余固体质量偏大,计算出结晶水的质量偏小,结果偏低,
故答案为:坩埚;偏低.
过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂.
已知:①过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的性质.
②2Na2CO3(aq)+3H2O2(aq)⇌2Na2CO3•3H2O2 (s)△H<0
③50℃时,2Na2CO3•3H2O2 (s) 开始分解
某兴趣小组制备过碳酸钠的装置示意图如图1所示:
请回答下列问题:
(1)图1中玻璃导管a的作用是______
(2)本实验的关键是控制温度,用该装置制备过碳酸钠有不足之处,下列改进措施可行的是______(填序号).
A、缓慢滴加H2O2溶液 B、冷水浴 C、用酒精灯加热
(3)将实验改进后按如图2所示流程可获得过碳酸钠产品
①洗涤固体Y时选用无水乙醇作为洗涤剂的目的是______
②在滤液X中加入适量中加入适量NaCl固体可析出过碳酸钠,原因是______
(4)下列物质中,会引起过碳酸钠失效的有______.
A.Na2SB.FeCl3C.Na2SiO3 D.NaHCO3
(5)过碳酸钠产品中往往含有少量碳酸钠,可用重量法测定过碳酸钠的质量分数;其操作步骤:取m1g样品→溶解→沉淀反应→过滤→洗涤→干燥→称量m2g.
①写出沉淀反应的离子方程式______
②产品中过碳酸钠质量分数的表达式为:______.
③结果与分析:______.
正确答案
解:(1)恒压滴液漏斗中的支管主要作用是保持压强平衡利于液体流下,故答案为:平衡压强,使H2O2溶液顺利流下;
(2)可以利用冰水混合物给反应容器降温,也可以调慢滴加过氧化氢的速度,故答案为:AB;
(3)①用乙醇洗涤过碳酸钠可减少固体的溶解,同时还能起干燥作用,故答案为:减少过碳酸钠的溶解损失,并带走水份利于干燥;
②滤液X中加入适量中加入适量NaCl固体,是为了增加钠离子浓度,促进过碳酸钠溶解平衡逆向移动,得到更多的沉淀,故答案为:增大钠离子浓度,降低过碳酸钠的溶解度;
(4)A、Na2S会被过碳酸钠氧化,使过碳酸钠失效,符合;
B、醋酸和碳酸钠反应,使过碳酸钠失效,符合;
C、碳酸氢钠和过碳酸钠不反应,不符合;
故答案为:AB;
(5)①样品中的碳酸钠加入氯化钡后滤液钡离子沉淀碳酸根离子,反应的离子方程式为:Ba2++CO32-=BaCO3↓,故答案为:Ba2++CO32-=BaCO3↓;
②实验过程中直接测定的物理量为样品的质量m1g、沉淀的质量m2g,沉淀物质的量=,设过碳酸钠物质的量为x,含有的碳酸钠物质的量为y,依据碳元素守恒得到2x+y=
、314x+106y=m1 ,x=
;过碳酸钠质量分数=
,故答案为:
.
③可能影响纯度分析的是沉淀时有没有将碳酸钠完全沉淀,或操作过程中有没有影响过碳酸钠的分解,故答案为:主要影响因素是沉淀是否完全及过碳酸钠有无分解.
解析
解:(1)恒压滴液漏斗中的支管主要作用是保持压强平衡利于液体流下,故答案为:平衡压强,使H2O2溶液顺利流下;
(2)可以利用冰水混合物给反应容器降温,也可以调慢滴加过氧化氢的速度,故答案为:AB;
(3)①用乙醇洗涤过碳酸钠可减少固体的溶解,同时还能起干燥作用,故答案为:减少过碳酸钠的溶解损失,并带走水份利于干燥;
②滤液X中加入适量中加入适量NaCl固体,是为了增加钠离子浓度,促进过碳酸钠溶解平衡逆向移动,得到更多的沉淀,故答案为:增大钠离子浓度,降低过碳酸钠的溶解度;
(4)A、Na2S会被过碳酸钠氧化,使过碳酸钠失效,符合;
B、醋酸和碳酸钠反应,使过碳酸钠失效,符合;
C、碳酸氢钠和过碳酸钠不反应,不符合;
故答案为:AB;
(5)①样品中的碳酸钠加入氯化钡后滤液钡离子沉淀碳酸根离子,反应的离子方程式为:Ba2++CO32-=BaCO3↓,故答案为:Ba2++CO32-=BaCO3↓;
②实验过程中直接测定的物理量为样品的质量m1g、沉淀的质量m2g,沉淀物质的量=,设过碳酸钠物质的量为x,含有的碳酸钠物质的量为y,依据碳元素守恒得到2x+y=
、314x+106y=m1 ,x=
;过碳酸钠质量分数=
,故答案为:
.
③可能影响纯度分析的是沉淀时有没有将碳酸钠完全沉淀,或操作过程中有没有影响过碳酸钠的分解,故答案为:主要影响因素是沉淀是否完全及过碳酸钠有无分解.
氢氧化镁广泛用作阻燃剂和填充剂.已知MgCO3分解温度402℃,CaCO3分解温度900℃,以白云石(化学式MgCO3•CaCO3)为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下:
(1)根据流程图,白云石“轻烧”分解的化学方程式为______
(2)“研磨”的目的是______
(3)加入氨水时发生反应的化学方程式为______;检验Mg(OH)2沉淀是否洗涤干净的方法是______
(4)本流程中可以循环利用的物质是______
(5)传统工艺是将白云石高温分解为氧化镁和氧化钙后提取,而该工艺采用轻烧白云石的方法,其优点是______.
正确答案
解:(1)从过滤中可以得到CaCO3、来进行判断,可知分解的只是碳酸镁,分解生成氧化镁,方程式为MgCO3=△=MgO+CO2↑;
故答案为:MgCO3=△=MgO+CO2↑;
(2)“研磨”可以增大反应物之间的接触面积,反应速度快且充分;
故答案为:增大反应物之间的接触面积,反应速度快且充分;
(3)加入氨水,生成氢氧化镁沉淀,方程式为MgSO4+2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4;检验洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液检验是否含有硫酸根离子,洗涤Mg(OH)2沉淀所用玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻棒等,取洗涤液加入氯化钡溶液,若无沉淀生成,说明已洗净;
故答案为:MgSO4+2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4;取少量最后一次洗涤液,加盐酸酸化,再加入氯化钡溶液,若无沉淀生成,说明已洗净;
(4)由流程图可知,(NH4)2SO4 、NH3可以循环利用;
故答案为:(NH4)2SO4 、NH3;
(5)分析流程可知,传统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取,该工艺采用轻烧白云石的方法可以减少能源消耗、便于CaCO3分离;
故答案为:减少能源消耗或便于CaCO3分离;
故答案为:减少能源消耗,便于分离出CaCO3 或减少CO2的排放.
解析
解:(1)从过滤中可以得到CaCO3、来进行判断,可知分解的只是碳酸镁,分解生成氧化镁,方程式为MgCO3=△=MgO+CO2↑;
故答案为:MgCO3=△=MgO+CO2↑;
(2)“研磨”可以增大反应物之间的接触面积,反应速度快且充分;
故答案为:增大反应物之间的接触面积,反应速度快且充分;
(3)加入氨水,生成氢氧化镁沉淀,方程式为MgSO4+2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4;检验洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液检验是否含有硫酸根离子,洗涤Mg(OH)2沉淀所用玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻棒等,取洗涤液加入氯化钡溶液,若无沉淀生成,说明已洗净;
故答案为:MgSO4+2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4;取少量最后一次洗涤液,加盐酸酸化,再加入氯化钡溶液,若无沉淀生成,说明已洗净;
(4)由流程图可知,(NH4)2SO4 、NH3可以循环利用;
故答案为:(NH4)2SO4 、NH3;
(5)分析流程可知,传统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取,该工艺采用轻烧白云石的方法可以减少能源消耗、便于CaCO3分离;
故答案为:减少能源消耗或便于CaCO3分离;
故答案为:减少能源消耗,便于分离出CaCO3 或减少CO2的排放.
(2015秋•宜昌校级月考)硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐,某同学设计SnSO4制备路线如下:
查阅资料:
Ⅰ.酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式,Sn2+易被氧化.
Ⅱ.SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡
回答下列问题:
(1)通过操作1的系列实验从溶液中得到产品,操作1的系列实验是______.
(2)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解,请结合化学方程式用平衡移动原理解释原因______.
(3)加入Sn粉的作用有两个:①调节溶液pH ②______.
(4)反应1得到沉淀是SnO,同时生成一种常见气体,得到该沉淀的离子反应方程式是______.
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水的去除剂,发生反应的离子方程式是______.
(6)通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应):
①将试样溶于盐酸中,发生的反应为:Sn+2HCl═SnCl2+H2↑;
②加入过量的FeCl3;
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定②生成的Fe2+,再计算锡粉的纯度,请配平方程式:
______FeCl2+______K2Cr2O7+______HCl=______FeCl3+______KCl+______CrCl3+______取1.226g锡粉,经上述各步反应后,共用去0.100mol•L-1 K2Cr2O7溶液32.0mL,锡粉中锡的质量分数是______(保留三个有效数字).
正确答案
解:(1)从溶液里获得晶体的系列实验为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥;
(2)由信息可知,SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡,存在平衡Sn Cl2+H2O⇌Sn(OH)Cl+HCl,加入盐酸,使该平衡向左移动,抑制Sn2+水解,故答案为:SnCl2水解,发生SnCl2+H2O⇌Sn(OH)Cl+HCl,加入盐酸,使该平衡向左移动,抑制Sn2+水解;
(3)由信息可知,Sn2+易被氧化,加入Sn粉除调节溶液pH外,还防止Sn2+被氧化,故答案为:防止Sn2+被氧化;
(4)CO32-和Sn2+发生双水解反应的离子方程式为CO32-+Sn2+═SnO+CO2↑,故答案为:CO32-+Sn2+═SnO+CO2↑;
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,双氧水有强氧化性,将Sn2+易被氧化为Sn4+,自身被还原为水,离子方程式为:Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O,故答案为:Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O;
(6)用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+,发生的反应为:6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O,令锡粉中锡的质量分数为x,则:
Sn~Sn2+~2Fe3+~2Fe2+~K2Cr2O7计算.
119g mol
1.226g×x 0.100mol/L×0.032L
故,解得x=93.2%,
故答案为:6、1、14、6、2、2、7H2O;93.2%.
解析
解:(1)从溶液里获得晶体的系列实验为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥;
(2)由信息可知,SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡,存在平衡Sn Cl2+H2O⇌Sn(OH)Cl+HCl,加入盐酸,使该平衡向左移动,抑制Sn2+水解,故答案为:SnCl2水解,发生SnCl2+H2O⇌Sn(OH)Cl+HCl,加入盐酸,使该平衡向左移动,抑制Sn2+水解;
(3)由信息可知,Sn2+易被氧化,加入Sn粉除调节溶液pH外,还防止Sn2+被氧化,故答案为:防止Sn2+被氧化;
(4)CO32-和Sn2+发生双水解反应的离子方程式为CO32-+Sn2+═SnO+CO2↑,故答案为:CO32-+Sn2+═SnO+CO2↑;
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,双氧水有强氧化性,将Sn2+易被氧化为Sn4+,自身被还原为水,离子方程式为:Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O,故答案为:Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O;
(6)用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+,发生的反应为:6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl═6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O,令锡粉中锡的质量分数为x,则:
Sn~Sn2+~2Fe3+~2Fe2+~K2Cr2O7计算.
119g mol
1.226g×x 0.100mol/L×0.032L
故,解得x=93.2%,
故答案为:6、1、14、6、2、2、7H2O;93.2%.
实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸.
(1)B中试剂为______,NaOH溶液的作用是______.
(2)用过氧化钠与水反应制备氧气的化学方程式为______.
(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上.下列图示中,能够正确表示该反应过程能量变化的是______.
(4)已知2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)△H
NO2(g)N(g)+2O(g)
NO(g) N(g)+O(g)
O2(g) 2O(g)
①计算反应的△H=______.
②请解释高温下,氨气与氧气反应难以生成NO2的原因______.
(5)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键.
①当比例不合适时,A中不仅有红棕色气体产生,还伴有白烟.请用化学方程式表示白烟产生的原因______.
②欲使氨气尽可能完全转化为硝酸,理论上n(NH3):n(O2)的最佳比例为______.
正确答案
解:(1)装置B中二氧化氮与水反应生成硝酸,用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物,防止污染空气,故答案为:水;吸收尾气;
(2)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,故答案为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(3)反应为放热反应,放出大量的热,反应物的总能量比生成物的总能量高,700℃时水是气体,故答案为:A;
(4)①△H=反应物的键能和-生成物的键能和=931kJ/mol×2-628kJ/mol×2-493kJ/mol=+113kJ/mol,故答案为:+113kJ/mol;
②二氧化氮分解是吸热反应,升高温度,有利于分解,故答案为:2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)△H>0,升高温度,平衡正向移动,有利于NO2的分解,因此难以生成NO2;
(5)①一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,氨气和硝酸能反应生成硝酸铵,化学方程式:2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,NH3+HNO3=NH4NO3,故答案为:2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,NH3+HNO3=NH4NO3;
②由4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得:NH3+2O2=HNO3+H2O,则原料氨气和氧气物质的量的投料比为1:2,故答案为:1:2.
解析
解:(1)装置B中二氧化氮与水反应生成硝酸,用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物,防止污染空气,故答案为:水;吸收尾气;
(2)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,故答案为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(3)反应为放热反应,放出大量的热,反应物的总能量比生成物的总能量高,700℃时水是气体,故答案为:A;
(4)①△H=反应物的键能和-生成物的键能和=931kJ/mol×2-628kJ/mol×2-493kJ/mol=+113kJ/mol,故答案为:+113kJ/mol;
②二氧化氮分解是吸热反应,升高温度,有利于分解,故答案为:2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)△H>0,升高温度,平衡正向移动,有利于NO2的分解,因此难以生成NO2;
(5)①一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,氨气和硝酸能反应生成硝酸铵,化学方程式:2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,NH3+HNO3=NH4NO3,故答案为:2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,NH3+HNO3=NH4NO3;
②由4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得:NH3+2O2=HNO3+H2O,则原料氨气和氧气物质的量的投料比为1:2,故答案为:1:2.
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