- 化学实验的绿色追求
- 共47题
现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。请填写下列空白。
(1)实验室里,可用于吸收SO2尾气的一种试剂是____________________。
(2)高纯氧化铁可作为现代电子工业材料。以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、
SiO2)为原料制备高纯氧化铁(软磁α-Fe2O3)的生产流程示意图
①步骤I中过滤所得滤渣的主要成分是_____________。
②步骤Ⅱ中加入铁粉的目的是______________
③步骤Ⅲ中可选用_______试剂调节溶液的pH。(填标号)
A.稀硝酸 B.双氧水 C.氨水 D.高锰酸钾溶液
④写出在空气中煅烧FeCO3,制备高纯氧化铁的化学方程式_________________。
⑤从滤液C中回收的主要物质的一种用途是_____________
正确答案
(1)NaOH溶液(或其他合理答案)
(2)①SiO2;②将Fe3+还原为Fe2+;③C;④4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;⑤氮肥
下图所示是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。
(1)若烧瓶中盛装锌片,分液漏斗中盛装稀硫酸,则:
① 当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时,两次使用B装置,其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。此实验的目的是____________。D装置的作用是__________________。
② 为了使B中CuO反应充分,在不改变现有药品的条件下,可采取的方法有(写一种)__________。
③ 加热前必须进行的操作是________________。
(2)若烧瓶中盛装Na2O2固体,分液漏斗中盛装浓氨水,慢慢打开分液漏斗的活塞,则:
① 烧瓶内产生的气体主要有(写化学式)____________________。
② 用产生的气体做氨的催化氧化实验,各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序是(填字母)
( )→( )→( )→E
③试管B中的反应方程式为___________________________。
正确答案
(1)①验证H2的还原性并检验其氧化产物;防止空气中的水进入装置,干扰H2氧化产物的检验;②控制分液漏斗的活塞,使稀H2SO4缓慢滴下(或在烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着烧瓶或加入醋酸钠固体等,其他合理答案亦可给分);③检验装置中空气是否排尽或检验氢气是否纯净
(2)①O2、NH3;②A→D→B;③4NH3+5O24NO+6H2O
如图是实验室制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置.其中:A中盛有MnO2,B中盛有浓盐酸.
(1)仪器B的名称______.
(2)C中盛有饱和食盐水(氯气在其中的溶解度很小),是为了除去氯气中混有的______气体.
(3)仪器D用来干燥氯气,其中盛放的试剂是______.
(4)E中装有铁粉,其中发生的反应的化学方程式是______.
(5)G中盛有NaOH溶液,目的是______.其中发生反应的离子方程式是______.
正确答案
(1)由图可知,仪器B为分液漏斗,答案为:分液漏斗;
(2)浓盐酸有挥发性,所以氯气中含有氯化氢气体,氯化氢极易溶于水,氯气能溶于水,且与水反应,Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解,降低氯气的溶解度,所以可用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体,故答案为:HCl;
(3)浓硫酸有吸水性,且不和氯气反应,所以可用浓硫酸干燥氯气,故答案为:浓硫酸;
(4)氯气有强氧化性,能把变价金属氧化成最高价态,所以氯气和铁反应的生成物是氯化铁,故答案为:2Fe+3Cl22FeCl3;
(5)氯气有毒,污染环境,所以不能排空,氯气能和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水,所以可用氢氧化钠吸收多余的氯气,
故答案为:吸收多余氯气,防止污染空气;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.
在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气.进行此实验,所用仪器如下图:
(1)连接上述仪器的正确顺序是(填各接口处的字母):E接______,______接______,______接H,G接F.
(2)在装置中;①饱和食盐水起的作用是______;②浓硫酸起的作用是______.
(3)化学实验中检验是否有Cl2产生常用湿润的淀粉-KI试纸.如果有Cl2产生,可观察到的现象是______,写出反应方程式______.
(4)写出下列化学反应的离子方程式
①气体发生装置中进行的反应:______;
②尾气吸收装置中进行的反应:______.
正确答案
(1)实验装置的连接顺序为:发生装置→除杂装置→收集装置→尾气处理装置;因为收集的是气体,所以除杂装置中长导管进气,段导管出气;因为饱和食盐水中有水,浓硫酸有吸水性,所以先连接饱和食盐水装置后连接浓硫酸装置;收集装置中,因为氯气的浓度大于空气的,所以长导管进气短导管出气.
故答案为:C;D;A;B;
(2)氯化氢极易溶于水,氯气能溶于水,且与水反应,Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,食盐水溶液中的氯离子抑制氯气的溶解,降低氯气的溶解度;浓硫酸有吸水性,且不和氯气反应,所以可用浓硫酸干燥氯气.
故答案为:除去挥发出的HCl气体,抑制C12在水中的溶解;吸收水蒸气,干燥Cl2;
(3)氯气有氧化性,碘离子有还原性,所以氯气和碘化钾能发生氧化还原反应,生成碘单质和氯化钾,碘能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝.
故答案为:白色试纸变蓝;2KI+Cl2=2KCl+I2 ;
(4)、①二氧化锰是氧化物,氯气是单质,水是弱电解质,所以二氧化锰、氯气、水要写化学式;氯化氢、氯化锰是可溶性强电解质,写离子.
故答案为:MnO2+4H++2C1-Mn2++C12↑+2H2O;
②氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水,氯气是单质,水是弱电解质,所以氯气和水写化学式;氢氧化钠、氯化钠、氯化氢是强电解质要写离子.
故答案为:C12+2OH-=ClO-+C1-+H2O.
某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH=________________。
(2)反应Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为__________。
(3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl-、OH-和SO42-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)。
①提出合理假设。
假设1:只存在SO32-;
假设2:既不存在SO32-,也不存在ClO-;
假设3:____________
②设计实验方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3 mol·L-1 H2SO4、lmol·L-1 NaOH、0.01 moI·L-1KMnO4、淀粉- KI 溶液、紫色石蕊试液。
正确答案
(1)Na2SO3+H2O
(2)Na2SO3 (3)①只存在ClO-
②
ClO2作为一种广谱型的消毒剂,将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂.已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与纯净的氯气反应 2NaClO2+Cl2═2ClO2+2NaCl
如图是实验室用于制备和收集一定量纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略).其中E中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中的未反应的Cl2).
(1)仪器P的名称是______.
(2)写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式:
______
(3)B装置中所盛试剂是______,作用是______
(4)F处应选用的收集装置是______(填序号),其中与E装置导管相连的导管口是______(填接口字母).
(5)以下是尾气吸收装置,能用于吸收多余ClO2气体,并能防止倒吸的装置的是______
A.①②B.②③C.③④D.②④
(6)若用100mL 2mol•L-1的浓盐酸与足量的MnO2制备Cl2,则被氧化的HCl的物质的量是______(填序号).
A.>0.1mol B.0.1mol
C.<0.1mol D.无法判断.
正确答案
(1)实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,浓盐酸应盛装在分液漏斗中,则P为分液漏斗,
故答案为:分液漏斗;
(2)浓盐酸和MnO2在加热条件下反应制备Cl2,反应的方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2++Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2++Cl2↑+2H2O;
(3)生成的氯气中混有HCl和水,为制备纯净干燥的氯气,根据氯气不溶于饱和食盐水的性质,可用饱和食盐水除去气体中混有的HCl杂质,然后用浓硫酸干燥除去水,
故答案为:饱和食盐水;除去氯气中的氯化氢气体;
(4)ClO2是一种易溶于水的气体,且密度比空气大,应用向上排空气法收集,且进行尾气处理,故用双孔橡皮塞,
故答案为:②;d;
(5)ClO2是一种易溶于水的气体,尾气吸收时要防止倒吸,导气管不能插入到液面以下,②④符合,故答案为:D;
(6)浓盐酸在加热条件下与二氧化锰发生氧化还原反应,但随着反应的进行,盐酸浓度变稀时,不与二氧化锰反应,根据MnO2+4HCl(浓)MnCl2++Cl2↑+2H2O可知,若用
100mL 2mol•L-1的浓盐酸与足量的MnO2制备Cl2,则被氧化的HCl的物质的量<0.1mol,故答案为:C.
实验室中所用少量氯气是用下列方法制取的,
4HCl(浓)+MnO2Cl2↑+MnCl2+2H2O
(1)该反应的离子方程式为 .
(2)广口瓶A中盛装的是饱和食盐水(注:氯气在饱和食盐水中溶解度很小,而氯化氢在饱和食盐水中的溶解度则很大),其作用是 .
(3)氯气溶入水显酸性,且氯气有毒,并有剧烈的刺激性,若吸入大量氯气,可中毒死亡,所以氯气直接排入大气中,会污染环境.实验室中可用 溶液来吸收有毒的氯气尾气.
(4)用浓盐酸80mL,其溶液密度为1.19g/cm3,溶质的质量分数为36.5%,跟MnO2充分反应,产生了5.6L(标准状况)的氯气.则浓盐酸的物质的量浓度为 ;被氧化的HCl的物质的量为 .
正确答案
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