- 物质的检验
- 共3564题
(2015秋•福建校级月考)某混合物甲中含有明矾[KAl(SO4)2]、Al2O3和Fe2O3.在一定条件下由甲可实现如图所示的物质之间的转化:
请回答下列问题:
(1)写出A、B、D的化学式:A______、B______、D______.
(2)试剂a最好选用______(选填A、B、C、D).
A.NaOH溶液 B.稀盐酸 C.二氧化碳 D.氨水
(3)写出反应①的离子方程式:______.
(4)固体E可以作为复合性的化学肥料,E中所含物质的化学式为______.
正确答案
解:KAl(SO4)2溶于水,Al2O3和Fe2O3均不溶于水,混合物甲加水溶解后,溶液中是KAl(SO4)2,沉淀是Al2O3和Fe2O3;向沉淀中加NaOH溶液,Fe2O3不反应,Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2,向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠,Al(OH)3受热分解生成B为Al2O3,电解熔融氧化铝B得到气体D为O2,固体A为Al;向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,Al3+被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4;
(1)由上述分析可知,A为Al,B为Al2O3,D为O2,故答案为:Al;Al2O3;O2 ;
(2)依据流程分析,向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子,应向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,Al3+被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4;
,故答案为:D;
(3)反应①中二氧化碳过量,反应生成沉淀和碳酸氢钠,向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠,其离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子,应向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,Al3+被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4;固体E可以作为复合性的化学肥料,E中所含物质的化学式为K2SO4 和(NH4)2SO4;
故答案为:K2SO4 和(NH4)2SO4;
解析
解:KAl(SO4)2溶于水,Al2O3和Fe2O3均不溶于水,混合物甲加水溶解后,溶液中是KAl(SO4)2,沉淀是Al2O3和Fe2O3;向沉淀中加NaOH溶液,Fe2O3不反应,Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2,向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠,Al(OH)3受热分解生成B为Al2O3,电解熔融氧化铝B得到气体D为O2,固体A为Al;向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,Al3+被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4;
(1)由上述分析可知,A为Al,B为Al2O3,D为O2,故答案为:Al;Al2O3;O2 ;
(2)依据流程分析,向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子,应向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,Al3+被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4;
,故答案为:D;
(3)反应①中二氧化碳过量,反应生成沉淀和碳酸氢钠,向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠,其离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子,应向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,Al3+被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4;固体E可以作为复合性的化学肥料,E中所含物质的化学式为K2SO4 和(NH4)2SO4;
故答案为:K2SO4 和(NH4)2SO4;
为提纯含NaCl和Na2SO4两种杂质的NaNO3溶液,且逐一分离出杂质,某同学设计了如下的实验流程:
(1)操作①②③的名称都是______(填操作名称).
(2)写出试剂的名称:试剂1______;试剂2______.
(3)操作③之前加入Na2CO3的目的是______.
(4)加入试剂4后,发生反应的离子方程式为______.控制试剂4的加入量“适量”的方法是______.
正确答案
过滤
BaCl2[或Ba(NO3)2]
AgNO3
除去溶液中过量的Ag+、Ba2+
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
如果不再冒气泡,则停止加入硝酸
解析
解:分离溶液中的Cl-,应加入AgNO3,分离溶液中的SO42-,应加入BaCl2[或Ba(NO3)2],如先加入AgNO3,则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀,则应先加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],生成BaSO4沉淀,然后在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3,所以试剂1为BaCl2[或Ba(NO3)2],试剂2为AgNO3,试剂3为Na2CO3,试剂4为HNO3,
(1)由以上分析知操作①②③的名称都是过滤,故答案为:过滤;
(2)由以上分析知试剂1为BaCl2[或Ba(NO3)2],试剂2为AgNO3,故答案为:BaCl2[或Ba(NO3)2];AgNO3;
(3)加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,反应后溶液中存在过量的Ag+、Ba2+,在操作②所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,故答案为:除去溶液中过量的Ag+、Ba2+;
(4)加入硝酸后,反应离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O,由于是产生二氧化碳气体,可以通过观察气泡的产生判断加入硝酸的量,故答案为:CO32-+2H+=CO2↑+H2O;如果不再冒气泡,则停止加入硝酸.
现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现Cl-、SO和NO
的相互分离.相应的实验过程可用如图表示:
(1)写出下列物质的化学式:试剂1______,试剂2______,试剂4______,沉淀C______.
(2)加入过量试剂3的目的是______.
(3)在加入试剂4后,获得固体D的实验操作1分别是______、______、过滤(填操作名称).
正确答案
解:如先加入AgNO3,则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀,则应先加入过量的Ba(NO3)2即试剂1,生成BaSO4沉淀即A,然后在滤液中加入过量的AgNO3即试剂2,使Cl-全部转化为AgCl沉淀即B,在所得滤液中加入过量的Na2CO3即试剂3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3即试剂4,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3;
(1)分离溶液中的Cl-,应加入AgNO3,分离溶液中的SO42-,应加入Ba(NO3)2,如先加入AgNO3,则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀,则应先加入过量的Ba(NO3)2,生成BaSO4沉淀,然后在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得
溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3,所以试剂1为Ba(NO3)2,试剂2为AgNO3,试剂3为Na2CO3,试剂4为HNO3,
故答案为:Ba(NO3)2;AgNO3;Na2CO3;HNO3;
(2)加入过量的Ba(NO3)2,在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,反应后溶液中存在过量的Ag+、Ba2+,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,故答案为:除去溶液中过量的Ag+、Ba2+;
(3)根据以上分析,从溶液中获得固体,应将溶液进行蒸发,然后冷却结晶、最后过滤可得固体,故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶.
解析
解:如先加入AgNO3,则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀,则应先加入过量的Ba(NO3)2即试剂1,生成BaSO4沉淀即A,然后在滤液中加入过量的AgNO3即试剂2,使Cl-全部转化为AgCl沉淀即B,在所得滤液中加入过量的Na2CO3即试剂3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3即试剂4,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3;
(1)分离溶液中的Cl-,应加入AgNO3,分离溶液中的SO42-,应加入Ba(NO3)2,如先加入AgNO3,则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀,则应先加入过量的Ba(NO3)2,生成BaSO4沉淀,然后在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得
溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3,所以试剂1为Ba(NO3)2,试剂2为AgNO3,试剂3为Na2CO3,试剂4为HNO3,
故答案为:Ba(NO3)2;AgNO3;Na2CO3;HNO3;
(2)加入过量的Ba(NO3)2,在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,反应后溶液中存在过量的Ag+、Ba2+,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,故答案为:除去溶液中过量的Ag+、Ba2+;
(3)根据以上分析,从溶液中获得固体,应将溶液进行蒸发,然后冷却结晶、最后过滤可得固体,故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶.
工业上利用硫酸渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3 )和回收(NH4)2SO4,具体生产流程如图1:
(1)在废渣溶解操作时,应选用______溶解(填字母).
A、氨水 B、氢氧化钠
C、盐酸 D、硫酸
(2)物质A是一种氧化剂,工业上最好选用______(供选择使用的有:空气、Cl2、MnO2),其理由是______.
(3)根据图2有关数据,你认为工业上氧化操作时应控制的条件是:______(填字母).
A.溶液温度控制在50℃,pH控制在1.5,氧化时间为4小时左右
B.溶液温度控制在50℃,pH控制在1.5,氧化时间为6小时左右
C.溶液温度控制在50℃,pH控制在2.5,氧化时间为8小时左右
D.溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5,氧化时间为4小时左右
(4)简述检验“滤液”中含有NH4+的实验方法:______.
正确答案
解:根据制备流程可知:用硫酸溶解废渣,然后用空气中氧气氧化亚铁离子,加入氨水后结晶得到铵黄铁钒晶体,加水溶解后再加入氨水,反应生成氢氧化铁沉淀,加热氢氧化铁获得铁红,
(1)在废渣溶解操作时,目的是溶解氧化物,制备高档颜料铁红(Fe2O3 )和回收(NH4)2SO4,不能引入杂质离子,
A.氨水不能溶解氧化物,能沉淀铁离子和亚铁离子,故A不选;
B.氢氧化钠溶液沉淀铁离子和亚铁离子不能溶解氧化钙、氧化镁,故B不选;
C.盐酸溶解氧化钙和氧化镁,但引入氯离子不能除去,故C不选;
D.硫酸能溶解氧化钙和氧化镁,且不引入杂质离子,故D选;
故答案为:D;
(2)氧化剂主要是氧化亚铁离子便于提取,氯气有毒且污染空气,引入了氯离子;二氧化锰是难溶于水的固体,空气来源丰富,成本低,不引入杂质,不产生污染,
故答案为:空气;原料来源容易,成本低,不产生污染,不引入杂质;
(3)分析图象可知在80℃时 溶液PH=1.5,此时亚铁离子的氧化率在90%以上,时间在4小时左右,所以D正确,
故答案为:D;
(4)检验铵根离子的方法为:取少量滤液于试管中,向试管中加入足量的浓氢氧化钠溶液,加热.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,红色石蕊试纸变蓝色,说明滤液中含有NH4+,
故答案为:取少量滤液于试管中,向试管中加入足量的浓氢氧化钠溶液,加热.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,红色石蕊试纸变蓝色,说明滤液中含有NH4+.
解析
解:根据制备流程可知:用硫酸溶解废渣,然后用空气中氧气氧化亚铁离子,加入氨水后结晶得到铵黄铁钒晶体,加水溶解后再加入氨水,反应生成氢氧化铁沉淀,加热氢氧化铁获得铁红,
(1)在废渣溶解操作时,目的是溶解氧化物,制备高档颜料铁红(Fe2O3 )和回收(NH4)2SO4,不能引入杂质离子,
A.氨水不能溶解氧化物,能沉淀铁离子和亚铁离子,故A不选;
B.氢氧化钠溶液沉淀铁离子和亚铁离子不能溶解氧化钙、氧化镁,故B不选;
C.盐酸溶解氧化钙和氧化镁,但引入氯离子不能除去,故C不选;
D.硫酸能溶解氧化钙和氧化镁,且不引入杂质离子,故D选;
故答案为:D;
(2)氧化剂主要是氧化亚铁离子便于提取,氯气有毒且污染空气,引入了氯离子;二氧化锰是难溶于水的固体,空气来源丰富,成本低,不引入杂质,不产生污染,
故答案为:空气;原料来源容易,成本低,不产生污染,不引入杂质;
(3)分析图象可知在80℃时 溶液PH=1.5,此时亚铁离子的氧化率在90%以上,时间在4小时左右,所以D正确,
故答案为:D;
(4)检验铵根离子的方法为:取少量滤液于试管中,向试管中加入足量的浓氢氧化钠溶液,加热.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,红色石蕊试纸变蓝色,说明滤液中含有NH4+,
故答案为:取少量滤液于试管中,向试管中加入足量的浓氢氧化钠溶液,加热.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,红色石蕊试纸变蓝色,说明滤液中含有NH4+.
氧化铁是一种重要的无机材料,化学性质稳定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐热性和对紫外线的屏蔽性,从某种工业酸性废液(主要含Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Cl-、SO42-)中回收氧化铁流程如下:
已知:常温下Ksp(Mg (OH)2)=1.2×10-11;Ksp(Fe(OH)2)=2.2×10-16;Ksp(Fe(OH)3)=3.5×10-38;Ksp(Al(OH)3)=1.0×10-33
(1)写出在该酸性废液中通入空气时发生的离子反应方程式:______;指出使用空气的优点是:______;
(2)已知Fe3+(aq)+3OH-(aq)=Fe(OH)3(s);△H=-Q1 kJ/mol,题(1)中每生成1mol含铁微粒时,放热Q2,请你计算1molFe2+全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应:△H=______;
(3)常温下,根据已知条件计算在PH=5的溶液中,理论上下列微粒在该溶液中可存在的最大浓度c(Fe3+)=______,c(Mg2+)=______;
(4)有人用氨水调节溶液pH,在pH=5时将Fe(OH)3沉淀出来,此时可能混有的杂质是______(填化学式,下同),用______试剂可将其除去;
(5)指出滤液可能的回收途径(只答一种即可):______.
正确答案
解:(1)酸性废液中通入空气时,Fe2+被空气中的氧气所氧化,离子方程式为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,该方法的优点是耗费少且无污染,
故答案为:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,耗费少且无污染;
(2)根据盖斯定律由Fe3+(aq)+3OH-(aq)=Fe(OH)3(s);△H=-Q1 kJ/mol,题(1)中每生成1mol含铁微粒时,放热Q2,则1 mol Fe2+全部Fe3+放热为Q2,Fe3+转化为Fe(OH)3(s)的放热为Q1,所以1 mol Fe2+全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应△H=-(Q2+Q1)kJ•mol-1,
故答案为:-(Q2+Q1)kJ•mol-1;
(3)溶液pH=5,则c(OH-)=10-9mol•L-1,根据sp[Fe(OH)3]=3.5×10-38,sp[Mg(OH)2]=1.2×10-11,
则c(Fe3+)==3.5×10-11mol•L-1、c(Mg2+)=
=1.2×107mol•L-1,
故答案为:3.5×10-11mol•L-1、1.2×107mol•L-1;
(4)根据sp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可计算出溶液pH=5时,c(Al3+)<1.0×10-5,Al3+也几乎完全沉淀,故可能混有的杂质是Al(OH)3.Al(OH)3溶于强碱,而Fe(OH)3不溶,故可用NaOH溶液除去.故答案为:Al(OH)3,NaOH溶液;
(5)根据以上分析,滤液中主要含铵盐,所以可以用着制作氮肥,故答案为:制作氮肥;
解析
解:(1)酸性废液中通入空气时,Fe2+被空气中的氧气所氧化,离子方程式为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,该方法的优点是耗费少且无污染,
故答案为:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,耗费少且无污染;
(2)根据盖斯定律由Fe3+(aq)+3OH-(aq)=Fe(OH)3(s);△H=-Q1 kJ/mol,题(1)中每生成1mol含铁微粒时,放热Q2,则1 mol Fe2+全部Fe3+放热为Q2,Fe3+转化为Fe(OH)3(s)的放热为Q1,所以1 mol Fe2+全部转化为Fe(OH)3(s)的热效应△H=-(Q2+Q1)kJ•mol-1,
故答案为:-(Q2+Q1)kJ•mol-1;
(3)溶液pH=5,则c(OH-)=10-9mol•L-1,根据sp[Fe(OH)3]=3.5×10-38,sp[Mg(OH)2]=1.2×10-11,
则c(Fe3+)==3.5×10-11mol•L-1、c(Mg2+)=
=1.2×107mol•L-1,
故答案为:3.5×10-11mol•L-1、1.2×107mol•L-1;
(4)根据sp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可计算出溶液pH=5时,c(Al3+)<1.0×10-5,Al3+也几乎完全沉淀,故可能混有的杂质是Al(OH)3.Al(OH)3溶于强碱,而Fe(OH)3不溶,故可用NaOH溶液除去.故答案为:Al(OH)3,NaOH溶液;
(5)根据以上分析,滤液中主要含铵盐,所以可以用着制作氮肥,故答案为:制作氮肥;
某化学兴趣小组用含铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用.其实验过程如下:
(1)合金与足量烧碱反应的离子方程式______.
(2)由滤液A制AlCl3溶液的途径有两条(如图1所示),你认为合理的途径是______,理由是______.
(3)下表是绿矾的溶解度表:(单位克)
从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作为蒸发浓缩、______、过滤.此步骤中过滤要采用抽滤,与一般过滤相比抽滤的主要优点是______.但过滤氢氧化铝沉淀却不能采用抽滤,原因可能是______.若抽滤装置如图2所示,该装置中的错误之处是______;抽滤完毕或中途需停止抽滤时,应先______,然后______
(4)在滤渣B中加入稀硫酸,即使在常温下反应也非常快,你认为最主要的原因是______.
(5)该小组某成员听说大部分化妆品中均有甘油,只用上面涉及的物质,能否验证某化妆品中是否含有甘油?______ (能或不能).若能,验证是否含甘油的现象是______.
正确答案
解:(1)因铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气,化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,则离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)途径1发生反应:NaAlO2+4HCl=AlCl3↓+NaCl+2H2O,会引入盐酸,氯化钠杂质;
故答案为:2合理;途径2制得的氯化铝溶液纯度高,途径1制取的AlCl3溶液中混有NaCl杂质;
(3)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩,冷却结晶过滤洗涤;优点是①过滤速度快②得到的固体比较干燥;过滤氢氧化铝沉淀却不能采用抽滤,原因可能是氢氧化铝沉淀属胶状固体,易堵塞布氏漏斗;图2中的两处错误为布氏漏斗的斜面应朝向吸滤瓶的支管口,安全瓶内应短管进长管出;吸滤完毕时,应先拆下连接抽气泵间的橡皮管,然后关闭水龙头,其原因是防止倒吸;
故答案为:冷却结晶;①过滤速度快②得到的固体比较干燥;氢氧化铝沉淀属胶状固体,易堵塞布氏漏斗;布氏漏斗的斜面应朝向吸滤瓶的支管口,安全瓶内应短管进长管出;拆下连接抽气泵间的橡皮管;关闭水龙头;
(4)滤渣B中加入稀硫酸,刚好构成铜-铁-酸构成原电池反应,反应速度快,故答案为:铜-铁-酸构成原电池反应,反应速度快;
(5)用新制备的氢氧化铜悬浊液检验甘油,若出现绛蓝色,则说明有甘油存在;故答案为:能;在少量样品中加入新制备的氢氧化铜悬浊液,若出现绛蓝色,则说明有甘油存在.
解析
解:(1)因铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气,化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,则离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)途径1发生反应:NaAlO2+4HCl=AlCl3↓+NaCl+2H2O,会引入盐酸,氯化钠杂质;
故答案为:2合理;途径2制得的氯化铝溶液纯度高,途径1制取的AlCl3溶液中混有NaCl杂质;
(3)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩,冷却结晶过滤洗涤;优点是①过滤速度快②得到的固体比较干燥;过滤氢氧化铝沉淀却不能采用抽滤,原因可能是氢氧化铝沉淀属胶状固体,易堵塞布氏漏斗;图2中的两处错误为布氏漏斗的斜面应朝向吸滤瓶的支管口,安全瓶内应短管进长管出;吸滤完毕时,应先拆下连接抽气泵间的橡皮管,然后关闭水龙头,其原因是防止倒吸;
故答案为:冷却结晶;①过滤速度快②得到的固体比较干燥;氢氧化铝沉淀属胶状固体,易堵塞布氏漏斗;布氏漏斗的斜面应朝向吸滤瓶的支管口,安全瓶内应短管进长管出;拆下连接抽气泵间的橡皮管;关闭水龙头;
(4)滤渣B中加入稀硫酸,刚好构成铜-铁-酸构成原电池反应,反应速度快,故答案为:铜-铁-酸构成原电池反应,反应速度快;
(5)用新制备的氢氧化铜悬浊液检验甘油,若出现绛蓝色,则说明有甘油存在;故答案为:能;在少量样品中加入新制备的氢氧化铜悬浊液,若出现绛蓝色,则说明有甘油存在.
以含有Al2O3、Fe2O3等杂质的铬铁矿[主要成份为Fe(CrO2)2]为主要原料生产重铬酸钠晶体( Na2Cr2O7•2H2O)的主要工艺流程如下:
己知:铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4和一种红棕色固体,同时释放出CO2气体,同时A12O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑.请回答:
(1)在铬铁矿Fe(CrO2)2中,Cr的化合价为______.
(2)滤渣1的成分为______,滤渣2的成分为______.
(3)将滤渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W,检验该溶液中金属离子的方法是______.
(4)写出铬铁矿煅烧的化学方程式______.
(5)含CrO42-的废水可用下列方法治理:
CrO42-Cr3+
Cr(OH)3.写出酸性条件下 CrO42-与绿矾在溶液中反应的离子方程式______
(6)某高效净水剂是由K2FeO4得到的,工业上以溶液W、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4,该反应的化学方程式是______.
正确答案
+3
Fe2O3
Al(OH)3
取少量溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变红,证明有Fe3+
4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
CrO42-+3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O
Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O
解析
解:铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4和一种红棕色固体,同时释放出CO2气体,同时A12O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑,可知主反应为4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2,铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成物通过水浸NaAlO2进入浸出液中,而不溶的Fe2O3形成滤渣1,浸出液通过除杂,通入CO2气体,形成滤渣2Al(OH)3沉淀,最后分离出Na2CrO4溶液,经过酸化、过滤、结晶得到最终产品重铬酸钠晶体( Na2Cr2O7•2H2O),
(1)Fe(CrO2)2中,Fe为+2价,+2+2[x+(-2)×2]=0,解得x=+3,故答案为:+3;
(2)煅烧时铬铁矿的成分之一Fe2O3没有参与反应,也不溶解与水中,所以滤渣1的成分为Fe2O3,铬铁矿煅烧时生成的NaAlO2在水溶液中与CO2生成Al(OH)3沉淀,故滤渣2的成分为Al(OH)3,故答案为:Fe2O3;Al(OH)3;
(3)Fe2O3与硫酸反应生成Fe3+离子,检验该溶液中Fe3+的方法是取少量溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变红,证明有故答案为:取少量溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变红,证明有Fe3+;
(4)根据己知:铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4和一种红棕色固体,同时释放出CO2气体,可知反应物为Fe(CrO2)2、O2和Na2CO3,生成物为Na2CrO4、Fe2O3和CO2,所以反应方程式为4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2,故答案为:4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2;
(5)CrO42-具有氧化性,在酸性条件下能把Fe2+氧化成Fe3+,同时自身被还原成Cr3+,反应的离子方程式为CrO42-+3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O,故答案为:CrO42-+3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O;
(6)以溶液Fe2(SO4)3、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4,该反应的化学方程式是Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O,故答案为:Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3K2SO4+3KCl+5H2O.
以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为重铬酸钠:Na2Cr2O7•2H2O),其主要工艺流程如下:
查阅资料得知:在碱性条件下,某些氧化剂能将Cr3+转化为CrO42-.
回答下列问题:
(1)为了提高铬铁矿中Cr3+的浸出率,可采取的措施有(填两项):______、______.
(2)实验室中操作①②中用到的硅酸盐质的主要仪器有______(填仪器名称).
(3)固体A中含有的物质是______,固体C中含有的物质是______.
(4)写出溶液D转化为溶液E过程中反应的离子方程式______.
(5)酸化过程是使CrO42-转化为Cr2O72-,写出该反应的离子方程式______.
(6)将溶液F经过下列操作:蒸发浓缩,冷却结晶,______,______,干燥即得红矾钠.
正确答案
解:铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质),加入过量稀硫酸,固体A为SiO2,溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+,在B中加入氧化剂,可生成Fe3+,调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+,生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,即固体C,溶液D含有Cr3+,在溶液D中加入H2O2和NaOH,发生氧化还原反应,溶液E含有Na2CrO4,酸化可得Na2Cr2O7,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶过滤,洗涤干燥可得Na2Cr2O7•2H2O.
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是:延长浸取时间、加快溶解速度、将铬铁矿进行粉碎、搅拌或适当增大硫酸的浓度等措施,
故答案为:适当升高溶液温度;将铬铁矿进行粉碎、搅拌或适当增大硫酸的浓度等;
(2)实验室中操作①②都为过滤,过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯,所以过滤操作时用到的硅酸盐质的主要仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,
故答案为:烧杯、玻璃棒、漏斗;
(3)铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质),加入过量稀硫酸,FeO+H2SO4=FeSO4+H2O,Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O,Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O,SiO2和硫酸不反应,固体A为SiO2,溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+,在B中加入氧化剂,可生成Fe3+,调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+,生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,即固体C,
故答案为:SiO2;Al(OH)3 和Fe(OH)3;
(4)溶液D含有Cr3+,在溶液D中加入H2O2和NaOH,发生氧化还原反应,Cr3+~CrO42-,铬化合价(+3→+6),H2O2~H2O,氧化合价(-1→0),反应为:10OH-+2Cr3++3H2O2=2CrO42-+8H2O,
故答案为:10OH-+2Cr3++3H2O2=2CrO42-+8H2O;
(5)酸化使CrO42-转化为Cr2O72-,反应的离子方程式为2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,故答案为:2H++2CrO42-=Cr2O72-+H2O;
(6)溶液E含有Na2CrO4,酸化可得Na2Cr2O7,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶过滤,洗涤干燥可得Na2Cr2O7•2H2O,故答案为:过滤;洗涤.
解析
解:铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质),加入过量稀硫酸,固体A为SiO2,溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+,在B中加入氧化剂,可生成Fe3+,调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+,生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,即固体C,溶液D含有Cr3+,在溶液D中加入H2O2和NaOH,发生氧化还原反应,溶液E含有Na2CrO4,酸化可得Na2Cr2O7,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶过滤,洗涤干燥可得Na2Cr2O7•2H2O.
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是:延长浸取时间、加快溶解速度、将铬铁矿进行粉碎、搅拌或适当增大硫酸的浓度等措施,
故答案为:适当升高溶液温度;将铬铁矿进行粉碎、搅拌或适当增大硫酸的浓度等;
(2)实验室中操作①②都为过滤,过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯,所以过滤操作时用到的硅酸盐质的主要仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,
故答案为:烧杯、玻璃棒、漏斗;
(3)铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质),加入过量稀硫酸,FeO+H2SO4=FeSO4+H2O,Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O,Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O,SiO2和硫酸不反应,固体A为SiO2,溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+,在B中加入氧化剂,可生成Fe3+,调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+,生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,即固体C,
故答案为:SiO2;Al(OH)3 和Fe(OH)3;
(4)溶液D含有Cr3+,在溶液D中加入H2O2和NaOH,发生氧化还原反应,Cr3+~CrO42-,铬化合价(+3→+6),H2O2~H2O,氧化合价(-1→0),反应为:10OH-+2Cr3++3H2O2=2CrO42-+8H2O,
故答案为:10OH-+2Cr3++3H2O2=2CrO42-+8H2O;
(5)酸化使CrO42-转化为Cr2O72-,反应的离子方程式为2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,故答案为:2H++2CrO42-=Cr2O72-+H2O;
(6)溶液E含有Na2CrO4,酸化可得Na2Cr2O7,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶过滤,洗涤干燥可得Na2Cr2O7•2H2O,故答案为:过滤;洗涤.
某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+.为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜.请根据流程图,在方框和括号内填写物质名称(或主要成分的化学式)或操作方法,完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案.
(1)操作②的名称为______,所需要的玻璃仪器为______、______、烧杯.
(2)试剂⑤的化学式为______,发生的化学方程式为______.
(3)为验证溶液⑧中含有SO42-:取少量的溶液⑧于试管中,先加入______再加入______,若观察到有白色沉淀,则说明溶液⑧中含有SO42-.
正确答案
解:工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu2+和少量的Na+,从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜,结合流程可知,①为Fe,操作②为过滤,则E中主要含硫酸亚铁,③中含Cu、Fe,加入⑤为H2SO4,操作⑥为过滤,得到⑦为Cu,⑧中主要含FeSO4,操作⑨为蒸发、浓缩、结晶、过滤,可得到FeSO4.7H2O,
(1)操作②的名称为过滤,所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯,故答案为:过滤;漏斗;玻璃棒;
(2)试剂⑤的化学式为H2SO4,化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,故答案为:H2SO4;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(3)先加入足量稀盐酸再加入少量BaCl2溶液,若观察到有白色沉淀,则说明溶液⑧中含有SO42-,故答案为:足量稀盐酸;少量BaCl2溶液.
解析
解:工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu2+和少量的Na+,从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜,结合流程可知,①为Fe,操作②为过滤,则E中主要含硫酸亚铁,③中含Cu、Fe,加入⑤为H2SO4,操作⑥为过滤,得到⑦为Cu,⑧中主要含FeSO4,操作⑨为蒸发、浓缩、结晶、过滤,可得到FeSO4.7H2O,
(1)操作②的名称为过滤,所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯,故答案为:过滤;漏斗;玻璃棒;
(2)试剂⑤的化学式为H2SO4,化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,故答案为:H2SO4;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(3)先加入足量稀盐酸再加入少量BaCl2溶液,若观察到有白色沉淀,则说明溶液⑧中含有SO42-,故答案为:足量稀盐酸;少量BaCl2溶液.
三氯化磷(PCl3)是一种重要的半导体材料掺杂剂.实验室要用黄磷(白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如下图所示.
已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5.PCl3遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl.PCl3、POCl3的熔沸点见下表.
请答下面问题:
(1)A装置中制氯气的离子方程式为______.
(2)B中所装试剂是______,E中冷水的作用是______,F中碱石灰的作用是______.
(3)实验时,检查装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷.通干燥CO2的作用是______,C装置中的K1、K2的设计也出于类似的目的,为了达到这一实验目的,实验时与K1、K2有关的操作是______.
(4)粗产品中常含有POCl3、PCl5等.加入黄磷加热除去PCl5后,通过______(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3.
正确答案
解:实验室要用黄磷(白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3流程为:A装置浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,制得氯气,因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,B装置利用浓硫酸干燥氯气,K3利用二氧化碳排尽装置中的空气,防止黄磷(白磷)自燃,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应.
(1)A装置中,加热条件下,浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,氯气和浓硫酸不反应,所以能用浓硫酸干燥氯气,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应,
故答案为:浓硫酸;防止PCl3挥发(冷凝);吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应;
(3)由于PCl3遇O2会生成POCl3,遇水生成H3PO3和HCl,通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止生成的PCl3与空气中的O2和水反应,先关闭K1,打开K2,等B中溶液上方充满黄绿色气体后,排净了空气,再打开K1,关闭K2,
故答案为:排尽装置中的空气,防止黄磷(白磷)自燃;先关闭K1,打开K2,等B中溶液上方充满黄绿色气体后,打开K1,关闭K2;
(4)由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离,
故答案为:蒸馏.
解析
解:实验室要用黄磷(白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3流程为:A装置浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,制得氯气,因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,B装置利用浓硫酸干燥氯气,K3利用二氧化碳排尽装置中的空气,防止黄磷(白磷)自燃,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应.
(1)A装置中,加热条件下,浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,
故答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,氯气和浓硫酸不反应,所以能用浓硫酸干燥氯气,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应,
故答案为:浓硫酸;防止PCl3挥发(冷凝);吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应;
(3)由于PCl3遇O2会生成POCl3,遇水生成H3PO3和HCl,通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止生成的PCl3与空气中的O2和水反应,先关闭K1,打开K2,等B中溶液上方充满黄绿色气体后,排净了空气,再打开K1,关闭K2,
故答案为:排尽装置中的空气,防止黄磷(白磷)自燃;先关闭K1,打开K2,等B中溶液上方充满黄绿色气体后,打开K1,关闭K2;
(4)由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离,
故答案为:蒸馏.
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