- 物质的制备
- 共3198题
某化学课外兴趣小组学生用如图所示的装置探究苯和液溴的反应并制备溴苯.
请分析后回答下列问题
(1)关闭F夹,打开C夹,向装有少量苯的三颈烧瓶的A口加少量液溴,再加入少量铁屑,塞住A口,则三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为______.
(2)D试管内出现的现象为______.
(3)E试管内出现的现象为______.
(4)三颈烧瓶右侧导管特别长,除导气外还起的作用是______.
(5)待三颈烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时松开F夹,关闭C夹,可以看到的现象是_______.
(6)反应结束后将三颈烧瓶中的溴苯分离实验方法是______.(铁屑已分离)
正确答案
解:(1)苯与溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,反应的方程式为,故答案为:
;
(2)苯与溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,产生的溴化氢气体遇到石蕊溶液,能石蕊溶液变红色,所以D试管内出现的现象为石蕊溶液变红,故答案为:石蕊溶液变红;
(3)溴化氢气体通入硝酸银溶液,能产生浅黄色沉淀,所以E试管内出现的现象为出现淡黄色沉淀,故答案为:出现淡黄色沉淀;
(4)三颈烧瓶右侧导管特别长,除导气外还起的作用是冷凝回流;故答案为:冷凝回流;
(5)在铁作催化剂的作用下,溴与苯反应生成溴苯、溴化氢,待三口烧瓶中的反应即将结束时(此时气体明显减少),打开F活塞,关闭C活塞,溴化氢通过F进入最左边集气瓶,溴化氢极易溶于水,产生倒吸现象;故答案为:与F相连的广口瓶中NaOH溶液流入烧瓶;
(6)溴苯不溶于水,反应混合物静置后会分层,下层为溴苯,分液即可得到溴苯,故答案为:分液.
解析
解:(1)苯与溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,反应的方程式为,故答案为:
;
(2)苯与溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,产生的溴化氢气体遇到石蕊溶液,能石蕊溶液变红色,所以D试管内出现的现象为石蕊溶液变红,故答案为:石蕊溶液变红;
(3)溴化氢气体通入硝酸银溶液,能产生浅黄色沉淀,所以E试管内出现的现象为出现淡黄色沉淀,故答案为:出现淡黄色沉淀;
(4)三颈烧瓶右侧导管特别长,除导气外还起的作用是冷凝回流;故答案为:冷凝回流;
(5)在铁作催化剂的作用下,溴与苯反应生成溴苯、溴化氢,待三口烧瓶中的反应即将结束时(此时气体明显减少),打开F活塞,关闭C活塞,溴化氢通过F进入最左边集气瓶,溴化氢极易溶于水,产生倒吸现象;故答案为:与F相连的广口瓶中NaOH溶液流入烧瓶;
(6)溴苯不溶于水,反应混合物静置后会分层,下层为溴苯,分液即可得到溴苯,故答案为:分液.
无水AlCl3是一种重要的有机合成催化剂,该物质在183℃时升华,遇潮湿空气即产生大量白雾.某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水AlCl3,实验装置如图所示.
请回答下列问题:
(1)制备实验开始时,先检查装置的气密性,接下来的操作依次是______.
a.加入MnO2粉末 b.点燃A中酒精灯
c.加入浓盐酸 d.点燃D处酒精灯
(2)写出A装置中发生反应的离子方程式______.
(3)装置B中的试剂是______.该装置存在安全隐患,请指出______.
(4)甲同学认为F和G可以用一种仪器替代,且加入一种药品即可达到相同效果.这种药品可以是______.
(5)E中得到少量白色粉末,打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾生成,用化学方程式表示其原因______.
正确答案
解:根据实验装置图可知,该实验中用浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气,氯气中有氯化氢、水等杂质,先用饱和食盐水除氯化氢,再用浓硫酸干燥,氯气与铝反应制得氯化铝,反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收,为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸汽反应,所以在收集装置和尾气吸收装置之间加一干燥装置F.
(1)实验开始时先要将装置中的空气排尽,防止空气中的水蒸汽与生成的氯化铝反应,所以操作依次是acbd,
故答案为:acbd;
(2)A中发生浓盐酸和二氧化锰的反应,生成氯化锰、氯气和水,反应方程式为MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O,离子反应为MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)实验中用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,氯化氢易挥发,制取的氯气中含有氯化氢,B装置中的试剂为饱和食盐水,除去氯气中的氯化氢气体,B装置中的试剂为浓硫酸,无水AlCl3在183℃时升华,遇潮湿空气即产生大量白雾,该装置存在安全隐患,在生成、收集氯化铝的位置D、E间导管易发生堵塞,
故答案为:饱和食盐水;D、E间导管易发生堵塞;
(4)因为氯化铝易发生水解,故应该防止空气中的水蒸气进入E装置,而G是吸收反应剩余的氯气,所以可以加入碱石灰或氧化钙来代替F和G的作用,
故答案为:碱石灰或氧化钙;
(5)E中收集到的氯化铝粉末,打开软木塞后,氯化铝与空气中的水蒸汽发生水解反应,所以可以看到锥形瓶中有白雾产生,反应方程式为AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑,
故答案为:AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑.
解析
解:根据实验装置图可知,该实验中用浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气,氯气中有氯化氢、水等杂质,先用饱和食盐水除氯化氢,再用浓硫酸干燥,氯气与铝反应制得氯化铝,反应的尾气中有氯气用氢氧化钠吸收,为防止氯化铝与氢氧化钠溶液中的水蒸汽反应,所以在收集装置和尾气吸收装置之间加一干燥装置F.
(1)实验开始时先要将装置中的空气排尽,防止空气中的水蒸汽与生成的氯化铝反应,所以操作依次是acbd,
故答案为:acbd;
(2)A中发生浓盐酸和二氧化锰的反应,生成氯化锰、氯气和水,反应方程式为MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O,离子反应为MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)实验中用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,氯化氢易挥发,制取的氯气中含有氯化氢,B装置中的试剂为饱和食盐水,除去氯气中的氯化氢气体,B装置中的试剂为浓硫酸,无水AlCl3在183℃时升华,遇潮湿空气即产生大量白雾,该装置存在安全隐患,在生成、收集氯化铝的位置D、E间导管易发生堵塞,
故答案为:饱和食盐水;D、E间导管易发生堵塞;
(4)因为氯化铝易发生水解,故应该防止空气中的水蒸气进入E装置,而G是吸收反应剩余的氯气,所以可以加入碱石灰或氧化钙来代替F和G的作用,
故答案为:碱石灰或氧化钙;
(5)E中收集到的氯化铝粉末,打开软木塞后,氯化铝与空气中的水蒸汽发生水解反应,所以可以看到锥形瓶中有白雾产生,反应方程式为AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑,
故答案为:AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑.
乙二酸(H2C2O4)俗名草酸,可用于除锈、织物漂白等.一种制备草酸的简要流程如图:
完成下列填空:
(1)步骤I生成甲酸钠、步骤Ⅱ加热放出H2,写出操作Ⅱ的化学反应方程式.______
(2)步骤Ⅱ和 V都是过滤,滤渣分别为CaC2O4和CaSO4.写出试剂a和试剂b的化学式.
试剂a______ 试剂b______
(3)将草酸溶液经蒸发浓缩、______、______、干燥等操作,最终获得草酸晶体.
(4)H2C2O4加热分解的产物为CO2、CO、H2O.用纯净的草酸晶体不能证明有______生成,原因是______.
(5)草酸晶体的纯度测定:称取草酸晶体0.250g置于______中,并加一定量水溶解.将硫酸酸化的0.0400mol/L KMnO4溶液置于______中,滴定过程中生成CO2和MnSO4.终点时消耗KMnO4溶液25.00mL.则H2C2O4的含量为______%.
(6)在滴定时,向草酸溶液中匀速滴入酸性KMnO4溶液,溶液的褪色速度总是先慢后快.推测上述现象与______离子有关.原因是______.
正确答案
解:根据流程图知,一定条件下,一氧化碳和氢氧化钠反应生成甲酸钠,反应方程式为:CO+NaOHHCOONa,加热条件下,甲酸钠脱氢生成草酸钠,由原子守恒可知有氢气生成,反应方程式为:2HCOONa
Na2C2O4+H2↑.Na2C2O4与Ca(OH)2 反应得到CaC2O4和NaOH,过滤得滤渣CaC2O4,加入H2SO4,H2SO4与CaC2O4反应生成CaSO4和H2C2O4.
(1)加热条件下,甲酸钠脱氢生成Na2C2O4和H2,方程式为:2HCOONaNa2C2O4+H2↑,故答案为:2HCOONa
Na2C2O4+H2↑;
(2)Na2C2O4与Ca(OH)2 反应得到CaC2O4和NaOH,过滤得滤渣CaC2O4,加入H2SO4,H2SO4与CaC2O4反应生成CaSO4和H2C2O4,过滤得滤渣CaSO4,滤液H2C2O4溶液;
故答案为:Ca(OH)2;H2SO4;
(3)溶液得到草酸晶体,需要经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥,故答案为:冷却结晶;过滤洗涤;
(4)草酸晶体中含有结晶水,不能证明有水生成,故答案为:H2O;草酸晶体中含有水;
(5)用烧杯溶解固体,酸性高锰酸钾置于酸式滴定管中,
由关系式 2KMnO4~5H2C2O4可知
2 5
0.04mol•L-1×0.025L n
n=0.001mol
草酸晶体的质量分数=×100%=50.4%,故答案为:烧杯;酸式滴定管;50.4%;
(6)生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用,速率加快,随反应物浓度减小,反应速率减小,
故答案为:Mn2+;生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用.
解析
解:根据流程图知,一定条件下,一氧化碳和氢氧化钠反应生成甲酸钠,反应方程式为:CO+NaOHHCOONa,加热条件下,甲酸钠脱氢生成草酸钠,由原子守恒可知有氢气生成,反应方程式为:2HCOONa
Na2C2O4+H2↑.Na2C2O4与Ca(OH)2 反应得到CaC2O4和NaOH,过滤得滤渣CaC2O4,加入H2SO4,H2SO4与CaC2O4反应生成CaSO4和H2C2O4.
(1)加热条件下,甲酸钠脱氢生成Na2C2O4和H2,方程式为:2HCOONaNa2C2O4+H2↑,故答案为:2HCOONa
Na2C2O4+H2↑;
(2)Na2C2O4与Ca(OH)2 反应得到CaC2O4和NaOH,过滤得滤渣CaC2O4,加入H2SO4,H2SO4与CaC2O4反应生成CaSO4和H2C2O4,过滤得滤渣CaSO4,滤液H2C2O4溶液;
故答案为:Ca(OH)2;H2SO4;
(3)溶液得到草酸晶体,需要经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥,故答案为:冷却结晶;过滤洗涤;
(4)草酸晶体中含有结晶水,不能证明有水生成,故答案为:H2O;草酸晶体中含有水;
(5)用烧杯溶解固体,酸性高锰酸钾置于酸式滴定管中,
由关系式 2KMnO4~5H2C2O4可知
2 5
0.04mol•L-1×0.025L n
n=0.001mol
草酸晶体的质量分数=×100%=50.4%,故答案为:烧杯;酸式滴定管;50.4%;
(6)生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用,速率加快,随反应物浓度减小,反应速率减小,
故答案为:Mn2+;生成的Mn2+对此反应起催化剂的作用.
已知:①CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H20,CH2=CH2+Br2→BrCH2-CH2Br
②乙醇、1,2-二溴乙烷、乙醚的有关物理性质如下表所示.
某化学小组拟用乙醇、溴等为原料在实验室制备少量的1,2一二溴乙烷,实验装置如图所示(装置A中的加热部分的仪器装置省略没有画出).
(1)仪器E的名称是______.
(2)仪器Ⅰ是漏斗,其左部的玻璃管的作 用是______(填字母).
a.使漏斗中液体容易滴下
b.有利于吸收气体杂质
c.防止A中三颈烧瓶里的液体爆沸
(3)实验时,A中三颈烧瓶里放入几片碎瓷片的目的是______.加热反应过程中,三颈烧瓶里除生成乙烯外,还可能生成的有机副产物主要是______.
(4)反应过程中,若B中长玻璃导管(Ⅱ)里的液面上升,则说明可能是由于______(填“D中出现堵塞”或“C中杂质已除尽”)造成的.
(5)反应过程中,D中需用冷水冷却盛有液溴的试管,其主要目的是______.说明制备1,2-二溴乙烷的反应已经结束的实验现象是______.
正确答案
解:根据实验装置图可知,实验室制备少量的1,2一二溴乙烷,乙醇在浓硫酸条件下加热制得乙烯,乙烯除杂后再通入液溴中得1,2一二溴乙烷.
(1)根据装置图可知,装置A是制乙烯,反应的温度要控制在170℃,所以E是温度计,
故答案为:温度计;
(2)仪器Ⅰ是恒压漏斗,其左部的玻璃管的作用是保持漏斗上下两部分的压强相等,使漏斗中液体容易滴下,
故选a;
(3)三颈烧瓶里对液体进行加热,放入几片碎瓷片防止瀑沸,三颈烧瓶中主要反应乙醇在浓硫酸作用下加热制得乙烯,反应中当温度在140℃时,发生的是乙醇分子间脱水,反应方程式为:2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O,所以产生主要副产物是乙醚,
故答案为:避免混合液在受热时暴沸;乙醚;
(4)装置B中有长玻璃导管,所以可以防倒吸,起安全瓶作用,当D堵塞时,气体不畅通,则在B中气体产生的压强将水压入直玻璃管中,甚至溢出玻璃管,
故答案为:D中出现堵塞;
(5)溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发;当液溴的颜色褪去时(D中液溴的颜色褪去或D中试管里的液体呈无色),就说明反应已经结束,
故答案为:防止液溴挥发,提高反应产率;D中液溴的颜色褪去或D中试管里的液体呈无色.
解析
解:根据实验装置图可知,实验室制备少量的1,2一二溴乙烷,乙醇在浓硫酸条件下加热制得乙烯,乙烯除杂后再通入液溴中得1,2一二溴乙烷.
(1)根据装置图可知,装置A是制乙烯,反应的温度要控制在170℃,所以E是温度计,
故答案为:温度计;
(2)仪器Ⅰ是恒压漏斗,其左部的玻璃管的作用是保持漏斗上下两部分的压强相等,使漏斗中液体容易滴下,
故选a;
(3)三颈烧瓶里对液体进行加热,放入几片碎瓷片防止瀑沸,三颈烧瓶中主要反应乙醇在浓硫酸作用下加热制得乙烯,反应中当温度在140℃时,发生的是乙醇分子间脱水,反应方程式为:2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O,所以产生主要副产物是乙醚,
故答案为:避免混合液在受热时暴沸;乙醚;
(4)装置B中有长玻璃导管,所以可以防倒吸,起安全瓶作用,当D堵塞时,气体不畅通,则在B中气体产生的压强将水压入直玻璃管中,甚至溢出玻璃管,
故答案为:D中出现堵塞;
(5)溴在常温下,易挥发,乙烯与溴反应时放热,溴更易挥发,冷却可避免溴的大量挥发;当液溴的颜色褪去时(D中液溴的颜色褪去或D中试管里的液体呈无色),就说明反应已经结束,
故答案为:防止液溴挥发,提高反应产率;D中液溴的颜色褪去或D中试管里的液体呈无色.
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)△H<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
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%.
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%.
硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料,制取硝酸铜现有三种设计方案可供选用:
①Cu与稀硝酸反应制取:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
②Cu与浓硝酸反应制取:Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
③通氧气于铜屑与稀硝酸的体系中制取:2Cu+4HNO3+O2=2Cu(NO3)2+2H2O
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由制取硝酸铜三种设计方案的化学反应方程式可以判断:制备1molCu(NO3)2,需要HNO3的物质的量,①中需要molHNO3;②中需要4molHNO3;③中需要2molHNO3,所以需要硝酸的量②>①>③,③最少故A错误;
B、由制取硝酸铜三种设计方案的化学反应方程式可以判断:制备1molCu(NO3)2,①中放出 molNO气体,②中放出2molNO2气体,③中没有气体放出,制取相同量的硝酸铜①产生的有毒气体比②少,故B错误;
C、由制取硝酸铜三种设计方案的化学反应方程式可以判断:制备1molCu(NO3)2,①中需要molHNO3,放出
molNO气体,硝酸利用率为
=75%,②中需要4molHNO3,放出 2molNO2气体,硝酸利用率为
=50%,③中没有气体放出,HNO3的利用率为100%,三种方案中硝酸的利用率③>①>②,故C正确;
D、稀硝酸与铁发生反应,且生成的 Cu(NO3)2 与铁反应,故不可以在铁制容器中进行,故D错误.
故选:C.
某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用.其实验方案如下:
试回答下列问题:
(1)过滤用的器材已有:滤纸、铁架台、铁圈和烧杯,还要补充的玻璃仪器是:______.
(2)写出下列符号对应物质的化学式:A______C______D______E______
(3)反应①的离子方程式是______;反应②的离子方程式是______;反应③的离子方程式是______
途径Ⅱ的方程式是______.
(4)由滤液A制得AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条,你认为合理的是______,理由是______.
(5)如何检验E中的金属阳离子?______,涉及的离子方程式:______.
正确答案
解:(1)过滤时需要制作过滤器的漏斗、滤纸,固定仪器的铁架台,引流用的玻璃棒,承接滤液的烧杯,所以还需的玻璃仪器为:玻璃棒、漏斗,
故答案为:玻璃棒、漏斗;
(2)含有铝.铁.铜的合金加入氢氧化钠溶解,只有铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,所以滤液A为NaAlO2,在NaAlO2溶液中通过过量的二氧化碳气体,发生NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,所以C为CO2,生成的D为氢氧化铝,滤渣B为铁和铜,再经稀硫酸反应过滤的滤液为硫酸亚铁,进一步转化成绿矾,所以E为FeSO4,
故答案为:NaAlO2;CO2;Al(OH)3;FeSO4;
(3)反应①为铝和氢氧化钠溶液反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,离子反应为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,反应②为铁和硫酸反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,离子反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,反应③为氢氧化铝和盐酸反应,离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,途径Ⅱ为偏氯酸钠和二氧化碳和水反应生成氢氧化铝沉淀,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;Fe+2H+=Fe2++H2↑;Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;
(4)NaAlO2溶液,经途径Ⅰ与足量盐酸反应可生成AlCl3溶液,但溶液中混有NaCl,在NaAlO2溶液中通过过量的二氧化碳气体,发生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,生成的氢氧化铝再和盐酸反应生成AlCl3,途径Ⅱ得到的AlCl3较纯净,
故答案为:途径Ⅱ;因为滤液A是NaAlO2和NaOH溶液,按途径I直接向A中加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl杂质,按途径Ⅱ,通入CO2气体,得Al(OH)3沉淀,将Al(OH)3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液.所以途径Ⅱ更合理;
(5)E为FeSO4溶液,检验Fe2+方法:取少许溶液E与试管中,滴加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变为红色,说明含有Fe2+,反应为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,
故答案为:取少许溶液E与试管中,滴加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变为红色,说明含有Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3.
解析
解:(1)过滤时需要制作过滤器的漏斗、滤纸,固定仪器的铁架台,引流用的玻璃棒,承接滤液的烧杯,所以还需的玻璃仪器为:玻璃棒、漏斗,
故答案为:玻璃棒、漏斗;
(2)含有铝.铁.铜的合金加入氢氧化钠溶解,只有铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,所以滤液A为NaAlO2,在NaAlO2溶液中通过过量的二氧化碳气体,发生NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,所以C为CO2,生成的D为氢氧化铝,滤渣B为铁和铜,再经稀硫酸反应过滤的滤液为硫酸亚铁,进一步转化成绿矾,所以E为FeSO4,
故答案为:NaAlO2;CO2;Al(OH)3;FeSO4;
(3)反应①为铝和氢氧化钠溶液反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,离子反应为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,反应②为铁和硫酸反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,离子反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,反应③为氢氧化铝和盐酸反应,离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,途径Ⅱ为偏氯酸钠和二氧化碳和水反应生成氢氧化铝沉淀,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;Fe+2H+=Fe2++H2↑;Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;
(4)NaAlO2溶液,经途径Ⅰ与足量盐酸反应可生成AlCl3溶液,但溶液中混有NaCl,在NaAlO2溶液中通过过量的二氧化碳气体,发生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,生成的氢氧化铝再和盐酸反应生成AlCl3,途径Ⅱ得到的AlCl3较纯净,
故答案为:途径Ⅱ;因为滤液A是NaAlO2和NaOH溶液,按途径I直接向A中加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl杂质,按途径Ⅱ,通入CO2气体,得Al(OH)3沉淀,将Al(OH)3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液.所以途径Ⅱ更合理;
(5)E为FeSO4溶液,检验Fe2+方法:取少许溶液E与试管中,滴加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变为红色,说明含有Fe2+,反应为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,
故答案为:取少许溶液E与试管中,滴加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变为红色,说明含有Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3.
(2015秋•杭州月考)过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂,广泛应用于农业、医药、日用化工等领域.湿法工艺制取过氧化尿素是用低浓度的双氧水和饱和尿素溶液在一定条件下合成过氧化尿素.反应的方程式为:CO(NH2)2+H2O2CO(NH2)2•H2O2△H<0.过氧化尿素的部分性质如下:
湿法合成过氧化尿素的流程图如下:
请回答下列问题:
(1)反应器的加热方式是______;反应温度需控制在适当温度下进行,温度不能过高的原因是______,温度也不能过低的原因______.
(2)若欲从母液中分离出H2O2和尿素,可采用的操作是______.
(3)干法工艺制取过氧化尿素的方法是:采用高浓度双氧水水溶液喷雾到无水尿素固体上进行反应,水和反应热通过流态床移去而得到干燥的过氧化尿素产品.
比较干法与湿法两种工艺,你认为干法工艺的优点是:______ (答出一点即可),
干法工艺的缺点是:______ (答出两点即可),
湿法工艺的优点是:______ (答出两点即可).
(4)准确称取0.6000g产品于250mL锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,再加1mL 6mol•L-1 H2SO4,用0.1000mol•L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗20.00mL(尿素与KMnO4溶液不反应),则产品中CO(NH2)2•H2O2的质量分数为______ (结果保留到小数点后一位).
正确答案
解:(1)CO(NH2)2•H2O2的制备控制温度30℃,CO(NH2)2•H2O2在45℃时发生分解,所以不能用酒精灯直接加热,应该用水浴加热;温度过高,产品易分解,致使活性氧含量降低;温度过低,反应速率太慢,且反应体系制冷需要消耗大量能量,
故答案为:水浴加热;温度过高,产品易分解,致使活性氧含量降低;温度过低,反应速率太慢,且反应体系制冷需要消耗大量能量;
(2)母液可以循环使用提高原料利用率,母液中含有H2O2和尿素,减压蒸馏分离得到H2O2,然后结晶得到尿素,
故答案为:减压蒸馏、结晶;
(3)对比分析可知,干法制备优点:双氧水浓度高经济效益低,设备复杂;技术条件苛刻;产品稳定性差;产品污染不纯等;湿法制备优点:低浓度双氧水,经济效益高;设备简单易于达到;能耗低;产品稳定性好;母液可循环使用等,
故答案为:流程短,工艺简单;双氧水浓度高经济效益低,设备复杂;技术条件苛刻;产品稳定性差;产品污染不纯等;低浓度双氧水,经济效益高;设备简单易于达到;能耗低;产品稳定性好;母液可循环使用等;
(4)尿素与KMnO4溶液不反应,滴定发生的反应为:5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=8H2O+2MnSO4+K2SO4+5O2↑,可得关系式5CO(NH2)2•H2O2~2KMnO4,n[CO(NH2)2•H2O2]=n(KMnO4)=
×0.1000mol•L-1×0.02L=0.005mol,其质量为0.005mol×94g/mol=0.47g,所以产品中CO(NH2)2•H2O2的质量分数为
×100%=78.3%,
故答案为:78.3%.
解析
解:(1)CO(NH2)2•H2O2的制备控制温度30℃,CO(NH2)2•H2O2在45℃时发生分解,所以不能用酒精灯直接加热,应该用水浴加热;温度过高,产品易分解,致使活性氧含量降低;温度过低,反应速率太慢,且反应体系制冷需要消耗大量能量,
故答案为:水浴加热;温度过高,产品易分解,致使活性氧含量降低;温度过低,反应速率太慢,且反应体系制冷需要消耗大量能量;
(2)母液可以循环使用提高原料利用率,母液中含有H2O2和尿素,减压蒸馏分离得到H2O2,然后结晶得到尿素,
故答案为:减压蒸馏、结晶;
(3)对比分析可知,干法制备优点:双氧水浓度高经济效益低,设备复杂;技术条件苛刻;产品稳定性差;产品污染不纯等;湿法制备优点:低浓度双氧水,经济效益高;设备简单易于达到;能耗低;产品稳定性好;母液可循环使用等,
故答案为:流程短,工艺简单;双氧水浓度高经济效益低,设备复杂;技术条件苛刻;产品稳定性差;产品污染不纯等;低浓度双氧水,经济效益高;设备简单易于达到;能耗低;产品稳定性好;母液可循环使用等;
(4)尿素与KMnO4溶液不反应,滴定发生的反应为:5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=8H2O+2MnSO4+K2SO4+5O2↑,可得关系式5CO(NH2)2•H2O2~2KMnO4,n[CO(NH2)2•H2O2]=n(KMnO4)=
×0.1000mol•L-1×0.02L=0.005mol,其质量为0.005mol×94g/mol=0.47g,所以产品中CO(NH2)2•H2O2的质量分数为
×100%=78.3%,
故答案为:78.3%.
高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂.工业上常采用NaClO氧化法生产,原理为:3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O,Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,主要的生产流程如下:
(1)写出反应①的离子方程式______.
(2)流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4)______Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”).
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响.
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响.
①工业生产中最佳温度为______℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为______.
②若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式:______.
③若Fe(NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式:______.
(4)K2FeO4 在水溶液中易水解:4FeO42-+10H2O⇌4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑.在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用______溶液(填序号).
A.H2O B.CH3COONa、异丙醇 C.NH4Cl、异丙醇 D.Fe(NO3)3、异丙醇.
正确答案
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
<
26
1.2
3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO
2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O
B
解析
解:(1)氯气是酸性气体,能和烧碱溶液反应,反应实质为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)根据反应Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH可知,反应生成溶解度更小的物质,说明此温度下Ksp(K2FeO4)<Ksp(Na2FeO4),故答案为:<;
(3)①寻找最佳温度要具备的条件:该温度下反应速率快,生成高铁酸钾的产率较大两方面,所以工业生产中最佳温度为26℃,因为在该温度下生成高铁酸钾的产率最大,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为=1.2,故答案为:26;1.2;
②若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,原因是NaClO水解呈碱性,Fe(NO3)3水解呈酸性,二者发生互促水解,反应的离子方程式为3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO,
故答案为:3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO;
③碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,反应的离子方程式为2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O,故答案为:2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O;
(4)为抑制K2FeO4的水解,应在碱性条件下洗涤,可用CH3COONa,为防止K2FeO4的溶解,可用异丙醇洗涤,故答案为:B.
氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂.如图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程.
请回答下列问题:
(1)氯化铁有多种用途,请用离子方程式表示下列用途的原理.
①氯化铁做净水剂______;
②用FeCl3溶液(32%~35%)腐蚀铜印刷线路板______.
(2)吸收剂X的化学式为______;氧化剂Y的化学式为______.
(3)碱性条件下反应①的离子方程式为______.
(4)过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品.该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4═K2FeO4+2NaOH,请根据复分解反应原理分析反应发生的原因______.
(5)K2FeO4 在水溶液中易发生反应:4FeO42-+10H2O⇌4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑.在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用______(填序号).
A.H2O B.稀KOH溶液、异丙醇 C.NH4Cl溶液、异丙醇 D.Fe(NO3)3溶液、异丙醇
(6)可用滴定分析法测定粗K2FeO4的纯度,有关反应离子方程式为:
①FeO42-+CrO2-+2H2O═CrO42-+Fe(OH)3↓+OH-
②2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O
③Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
现称取1.980g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中,加入稍过量的KCrO2,充分反应后过滤,滤液定容于250mL容量瓶中.每次取25.00mL加入稀硫酸酸化,用0.1000mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18.93mL.则上述样品中高铁酸钾的质量分数为______.
正确答案
解:(1)①氯化铁做净水剂是因为Fe3+水为Fe(OH)3胶体的缘故,原理为Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3H+,
故答案为:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3H+;
②工业上常用FeCl3溶液腐蚀铜印刷线路板,是Fe3+氧化了Cu的缘故,反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,
故答案为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)吸收剂X的与Cl2反应的产物是FeCl3,X是FeCl2;Cl2与氢氧化钠反应生成NaClO和NaCl,其中NaClO能做氧化剂,所以Y为NaClO,
故答案为:FeCl2;NaClO;
(3)碱性条件下根据反应物和产物可知,反应①的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
故答案为:3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品,该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 =K2FeO4+2NaOH,反应能发生的原因是K2FeO4溶解度小,析出晶体,促进反应进行;
故答案为:K2FeO4溶解度小,析出晶体,促进反应进行;
(5)K2FeO4 在水溶液中易发生反应:4FeO42-+10H2O═4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑,所以用碱液来洗涤,抑制水解,不引入新的杂质所以用稀KOH溶液,异丙醇易挥发,故选B;
(6)根据反应①②③可知:2FeO42-~~~~6Fe2+,
1mol 3mol
n 0.1000mol/L×0.01893L
则n=6.31×10-4mol,
所以样品中高铁酸钾的质量分数为×100%=63.1%;
故答案为:63.1%.
解析
解:(1)①氯化铁做净水剂是因为Fe3+水为Fe(OH)3胶体的缘故,原理为Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3H+,
故答案为:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3H+;
②工业上常用FeCl3溶液腐蚀铜印刷线路板,是Fe3+氧化了Cu的缘故,反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,
故答案为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)吸收剂X的与Cl2反应的产物是FeCl3,X是FeCl2;Cl2与氢氧化钠反应生成NaClO和NaCl,其中NaClO能做氧化剂,所以Y为NaClO,
故答案为:FeCl2;NaClO;
(3)碱性条件下根据反应物和产物可知,反应①的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
故答案为:3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品,该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 =K2FeO4+2NaOH,反应能发生的原因是K2FeO4溶解度小,析出晶体,促进反应进行;
故答案为:K2FeO4溶解度小,析出晶体,促进反应进行;
(5)K2FeO4 在水溶液中易发生反应:4FeO42-+10H2O═4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑,所以用碱液来洗涤,抑制水解,不引入新的杂质所以用稀KOH溶液,异丙醇易挥发,故选B;
(6)根据反应①②③可知:2FeO42-~~~~6Fe2+,
1mol 3mol
n 0.1000mol/L×0.01893L
则n=6.31×10-4mol,
所以样品中高铁酸钾的质量分数为×100%=63.1%;
故答案为:63.1%.
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