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简答题

实验室用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4的主要流程如下:

(1)在沉淀反应器中,Al3+与过量的氨水反应的离子反应方程式为______

(2)如图2所示,过滤操作中的一处错误是______

(3)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是______

(4)无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用下列装置制备如图1.F中试剂的作用是______.用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为______

正确答案

解:(1)一水合氨碱性较弱,与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

故答案为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

(2)过滤时应该将漏斗的尖嘴部分紧贴烧杯的内壁,防止液体溅出,

故答案为:漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁;

(3)沉淀中应该附着氯离子和铵根离子,若判断是否洗净,可以取少量最后一次洗涤液,加入AgNO3溶液(或硝酸酸性的AgNO3溶液)溶液进行判断,若生成白色沉淀,则说明没有洗涤干净,若没有沉淀生成,则说明已经洗涤干净,

故答案为:AgNO3溶液(或硝酸酸性的AgNO3溶液);

(4)因为无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾,所以制备氯化铝时要求氯气是干燥的,而且浓盐酸易挥发,挥发的HCl也与Al反应,所以需除去HCl,装置B中盛放饱和NaCl溶液,目的就是除去氯气中的HCl;装置C中盛放浓硫酸,目的是干燥氯气;F中也盛放浓硫酸,目的是吸收G中的水蒸气,防止水蒸气进入D中;可用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,该试剂既能吸收水,还能吸收多余的氯气,所以应该是碱石灰(或NaOH、CaO),

故答案为:吸收水蒸气,防止AlCl3吸水产生白雾;碱石灰(或NaOH、CaO).

解析

解:(1)一水合氨碱性较弱,与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

故答案为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

(2)过滤时应该将漏斗的尖嘴部分紧贴烧杯的内壁,防止液体溅出,

故答案为:漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁;

(3)沉淀中应该附着氯离子和铵根离子,若判断是否洗净,可以取少量最后一次洗涤液,加入AgNO3溶液(或硝酸酸性的AgNO3溶液)溶液进行判断,若生成白色沉淀,则说明没有洗涤干净,若没有沉淀生成,则说明已经洗涤干净,

故答案为:AgNO3溶液(或硝酸酸性的AgNO3溶液);

(4)因为无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾,所以制备氯化铝时要求氯气是干燥的,而且浓盐酸易挥发,挥发的HCl也与Al反应,所以需除去HCl,装置B中盛放饱和NaCl溶液,目的就是除去氯气中的HCl;装置C中盛放浓硫酸,目的是干燥氯气;F中也盛放浓硫酸,目的是吸收G中的水蒸气,防止水蒸气进入D中;可用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,该试剂既能吸收水,还能吸收多余的氯气,所以应该是碱石灰(或NaOH、CaO),

故答案为:吸收水蒸气,防止AlCl3吸水产生白雾;碱石灰(或NaOH、CaO).

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简答题

(1)阅读、分析下列两个材料:材料一:

材料二:

回答下列问题(填序号):

A.蒸馏法    B.萃取法    C.“溶解、结晶、过滤”的方法    D.分液法

①将纯碱从氯化钠和纯碱的混合物中分离出来,最好应用______

②将乙二醇和丙三醇相互分离的最佳方法是______

(2)阅读材料三:在溶解性方面,Br2(溴)与I2很相似,其稀的水溶液显黄色.在实验室里从溴水(Br2的水溶液)中提取Br2和提取I2的方法相似.回答下列问题:

①常用的提取方法是______,化学试剂是______,最主要的仪器是______

②若观察发现提取Br2以后的水还有颜色,解决该问题的方法是______

正确答案

解:(1)①由图可知,氯化钠溶解度受温度影响较小,碳酸钠溶解度受温度影响大,利用冷却热饱和溶液分离,即用热水把固体溶解配制成饱和溶液,等液体冷却后,因为碳酸钠的溶解度随温度变化大,而NaCl小,所以碳酸钠析出,而氯化钠留在母液当中,反复多次也可以提纯,故可用“溶解、结晶、过滤”的方法分离,

故答案为:C;

②由表可知乙二醇和丙三醇互溶的液体,沸点相差比较大,可用蒸馏法分离,故答案为:A;

(2)①碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,且碘与CCl4不反应;水与CCl4不互溶,所以在实验室里从溴水(Br2的水溶液)中提取Br2,采用萃取的方法,萃取最主要的仪器是分液漏斗,

故答案为:萃取;CCl4;分液漏斗;

②若观察发现提取Br2以后的水还有颜色,说明水中还含有溴,需再进行萃取,直到水为无色,然后将各次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并起来,

故答案为:再进行萃取,直到水为无色,将各次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并起来.

解析

解:(1)①由图可知,氯化钠溶解度受温度影响较小,碳酸钠溶解度受温度影响大,利用冷却热饱和溶液分离,即用热水把固体溶解配制成饱和溶液,等液体冷却后,因为碳酸钠的溶解度随温度变化大,而NaCl小,所以碳酸钠析出,而氯化钠留在母液当中,反复多次也可以提纯,故可用“溶解、结晶、过滤”的方法分离,

故答案为:C;

②由表可知乙二醇和丙三醇互溶的液体,沸点相差比较大,可用蒸馏法分离,故答案为:A;

(2)①碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,且碘与CCl4不反应;水与CCl4不互溶,所以在实验室里从溴水(Br2的水溶液)中提取Br2,采用萃取的方法,萃取最主要的仪器是分液漏斗,

故答案为:萃取;CCl4;分液漏斗;

②若观察发现提取Br2以后的水还有颜色,说明水中还含有溴,需再进行萃取,直到水为无色,然后将各次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并起来,

故答案为:再进行萃取,直到水为无色,将各次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并起来.

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简答题

回收铅蓄电池的电极填充物(铅膏,主要含PbO、PbO2、PbSO4),可制备热稳定剂三盐基硫酸铅(组成可表示为3PbO•PbSO4•H2O),其实验流程如图:

(1)物质X可以循环利用,该物质是______.检验流程中使用的Na2SO3溶液是否变质的方法是______

(2)从滤液A可提取出一种含结晶水的钠盐副产品.若检验该晶体中结晶水的含量,所需的硅酸盐材质仪器有__________________、玻璃棒、石棉网、干燥器等.

(3)流程中不直接利用H2SO4溶液与PbO、PbCO3反应制取PbSO4,原因可能是______

(4)生成三盐基硫酸铅的离子反应方程式为______

(5)向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将其中的PbO2还原为PbO.若实验中所取铅膏的质量为47.8g,其中PbO2的质量分数为15.0%,则要将PbO2全部还原,至少需加______mL 1.0mol•L-1 Na2SO3溶液.

正确答案

解:(1)分析流程可知,PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3).Pb(NO3)中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸,因此X为HNO3,可循环利用,检验硫酸根离子的方法为:取少量晶体溶于蒸馏水,然后用盐酸酸化,再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即证明该晶体中含有SO42-

故答案为:硝酸;取少量溶液,加入足量稀盐酸,再加氯化钡溶液,观察是否产生白色沉淀;

(2)测量晶体中结晶水的含量,实验步骤为:①研磨  ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量  ③加热  ④冷却  ⑤称量  ⑥重复③至⑤的操作,直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止  ⑦根据实验数据计算晶体中结晶水的含量,所以所需的硅酸盐材质仪器有玻璃棒、石棉网、干燥器、坩埚、酒精灯、泥三角,

故答案为:坩埚;酒精灯;泥三角;

(3)生成的硫酸铅难溶于水,覆盖在固体PbO、PbCO3的表面,阻碍反应的进一步发生,故答案为:PbSO4不溶于水,覆盖在固体表面阻碍反应的进一步发生;

(4)从流程看,硫酸铅和氢氧化钠反应生成三盐基硫酸铅和硫酸钠,反应方程式为:4PbSO4+6NaOH=3PbO•PbSO4•H2O+3Na2SO4+2H2O,离子方程式为:

4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O,故答案为:4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O;

(5)氧化铅的物质的量为:=0.03mol,

   PbO2 ~Na2SO3

   1mol     1mol

   0.03mol   n

n=0.03mol,V==0.03L=30mL,

故答案为:30.

解析

解:(1)分析流程可知,PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3).Pb(NO3)中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸,因此X为HNO3,可循环利用,检验硫酸根离子的方法为:取少量晶体溶于蒸馏水,然后用盐酸酸化,再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即证明该晶体中含有SO42-

故答案为:硝酸;取少量溶液,加入足量稀盐酸,再加氯化钡溶液,观察是否产生白色沉淀;

(2)测量晶体中结晶水的含量,实验步骤为:①研磨  ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量  ③加热  ④冷却  ⑤称量  ⑥重复③至⑤的操作,直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止  ⑦根据实验数据计算晶体中结晶水的含量,所以所需的硅酸盐材质仪器有玻璃棒、石棉网、干燥器、坩埚、酒精灯、泥三角,

故答案为:坩埚;酒精灯;泥三角;

(3)生成的硫酸铅难溶于水,覆盖在固体PbO、PbCO3的表面,阻碍反应的进一步发生,故答案为:PbSO4不溶于水,覆盖在固体表面阻碍反应的进一步发生;

(4)从流程看,硫酸铅和氢氧化钠反应生成三盐基硫酸铅和硫酸钠,反应方程式为:4PbSO4+6NaOH=3PbO•PbSO4•H2O+3Na2SO4+2H2O,离子方程式为:

4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O,故答案为:4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O;

(5)氧化铅的物质的量为:=0.03mol,

   PbO2 ~Na2SO3

   1mol     1mol

   0.03mol   n

n=0.03mol,V==0.03L=30mL,

故答案为:30.

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填空题

某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等.已知碳酸锰难溶于水.一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰,流程如图1:阴离子膜法电解装置如图2所示:

(1)写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式______

(2)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如表:

加氨水调节溶液的pH等于6,则滤渣的成分是______,滤液中含有的阳离子有H+______

(3)在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣中也无MnO2,请解释原因______

(4)电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是直流电源的______极.实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为______

(5)该工艺之所以采用阴离子交换膜,是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费,写出该副反应的电极反应式______

正确答案

MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O

Al(OH)3、Fe(OH)3

Mn2+、Mg2+、NH4+

MnO2在酸性条件下被二价铁还原为Mn2+

2H2O-4e-=O2↑+4H+

Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+

解析

解:将碳酸锰矿粉溶于稀硫酸中,MnCO3、FeCO3、MgO、Al2O3都和稀硫酸反应生成硫酸盐,酸性条件下,MnO2被亚铁离子还原生成Mn2+,SiO2以沉淀析出,然后向浸出液中先加双氧水、再加氨水,

并调节溶液的pH到6,根据氢氧化物沉淀需要的pH表知,pH=6时Fe3+、Al3+完全转化为沉淀,溶液中存在 Mn2+、Mg2+、NH4+,则滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3,然后进一步精制,再利用阴离子交换膜电解,

从而得到金属Mn,

(1)碳酸锰和稀硫酸反应生成硫酸锰、二氧化碳和水,离子方程式为MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O,故答案为:MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O;

(2)加入双氧水时将亚铁离子氧化为铁离子,根据氢氧化物沉淀需要的pH表知,pH=6时Fe3+、Al3+完全转化为沉淀,溶液中存在 Mn2+、Mg2+、NH4+,所以滤渣的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3,滤液中含有的阳离子有H+和Mn2+、Mg2+、NH4+,故答案为:Al(OH)3、Fe(OH)3;Mn2+、Mg2+、NH4+

(3)酸性条件下,MnO2被亚铁离子还原,亚铁离子被氧化生成Fe3+,所以在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣中也无MnO2,故答案为:MnO2在酸性条件下被二价铁还原为Mn2+

(4)根据阴离子移动方向知,左边电极是阴极、右边电极是阳极,则连接阴极的电极A是电源负极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,故答案为:负极;2H2O-4e-=O2↑+4H+

(5)锰离子不稳定,易被氧气氧化生成二氧化锰,所以阳极反应的副反应为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,故答案为:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+

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简答题

实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4•7H2O),过程如下:

(1)将过程②中的产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是______

A.品红溶液    B.紫色石蕊溶液    C.酸性KMnO4溶液   D.溴水

(2)过程③中,需加入的物质是______

(3)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的______ (填选项序号);

A.稀硫酸    B.CaCO3    C.NaOH溶液

(4)过程⑥中,将溶液Z加热到70-80℃,目的是______

正确答案

解:硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4•7H2O),烧渣在硫酸溶液中通入足量氧气,反应后过滤得到固体W和溶液X,溶液X加入铁反应生成硫酸亚铁,蒸发浓缩结晶析出得到绿矾,溶液X中加入试剂调节溶液PH得到溶液Z加热制备聚铁胶体得到聚铁;

(1)过程②产生的气体为SO2,具有还原性和漂白性,因具有漂白性而使品红褪色,因具有还原性而使具有氧化性的酸性KMnO4溶液、溴水褪色,故答案为:ACD;

(2)溶液X中含有Fe3+,要制备绿矾,应加入Fe使之还原为Fe2+,加入铁可生成Fe2+,并且不引入新的杂质,故答案为:Fe(或铁);

(3)过程⑤调节pH应使溶液碱性增强,有利于聚铁的生成,

A.加入硫酸不能使溶液PH增大,故A错误;

B.加入碳酸钙生成微溶的硫酸钙,会引入新的杂质,故B错误;

C.加入NaOH可使溶液碱性增强,生成的聚铁中不引入新的杂质,故C正确;

故答案为:C;

(4)过程⑥目的为促进的水解,加热有利于水解的进行,促进Fe3+的水解,故答案为:促进Fe3+的水解.

解析

解:硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4•7H2O),烧渣在硫酸溶液中通入足量氧气,反应后过滤得到固体W和溶液X,溶液X加入铁反应生成硫酸亚铁,蒸发浓缩结晶析出得到绿矾,溶液X中加入试剂调节溶液PH得到溶液Z加热制备聚铁胶体得到聚铁;

(1)过程②产生的气体为SO2,具有还原性和漂白性,因具有漂白性而使品红褪色,因具有还原性而使具有氧化性的酸性KMnO4溶液、溴水褪色,故答案为:ACD;

(2)溶液X中含有Fe3+,要制备绿矾,应加入Fe使之还原为Fe2+,加入铁可生成Fe2+,并且不引入新的杂质,故答案为:Fe(或铁);

(3)过程⑤调节pH应使溶液碱性增强,有利于聚铁的生成,

A.加入硫酸不能使溶液PH增大,故A错误;

B.加入碳酸钙生成微溶的硫酸钙,会引入新的杂质,故B错误;

C.加入NaOH可使溶液碱性增强,生成的聚铁中不引入新的杂质,故C正确;

故答案为:C;

(4)过程⑥目的为促进的水解,加热有利于水解的进行,促进Fe3+的水解,故答案为:促进Fe3+的水解.

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简答题

被称为“第三金属”的钛在现代科学技术上有着广泛的用途,例如用于制飞机的发动机、坦克、军舰等.工业上常用钛铁矿(主要成分是FeTiO3,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料来制取金属钛.工艺流程如下:

已知:2H2SO4+FeTiO3═TiOSO4+FeSO4+2H2O

     TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4

回答下列问题:

(1)试剂A的名称是______,矿渣的成分是______(填化学式0.

(2)向滤液中加入试剂B时发生化学反应的离子方程式是______

(3)从TiOSO4溶液制H2TiO3需要加热的目的是______

(4)滤液需冷却至60℃左右,若温度过高会导致产品钛的收率降低,原因是______

(5)写出在氩气保护下,有TiCl4制Ti的化学方程式______

(6)点解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解波,用碳块作电解槽池,其阴极反应的电极反应式是______

(7)通常TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(I)+O2(g)△H=+151KJ/mol反应难以发生,工业上不能直接由TiO2和Cl2反应来制取TiCl4.当反应体系中加入炭后,上述反应就能顺利进行,其原因是______

正确答案

解:(1)钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁,不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]加过量硫酸,FeTiO3溶于过量硫酸,2H2SO4+FeTiO3═TiOSO4+FeSO4+2H2O,生成Fe2+、TiO2+、H2O,Fe2O3溶于过量硫酸,生成Fe3+离子,SiO2杂质不溶于酸,过滤滤渣为SiO2杂质,滤液为Fe2+、TiO2+、Fe3+

故答案为:硫酸;SiO2

(2)经硫酸溶解后得到的Fe2(SO43,而后面过滤得到的是FeSO4•7H2O,所以试剂B是铁粉,把Fe3+还原为Fe2+,2Fe3++Fe=3Fe2+

故答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+

(3)从 TiOSO4→H2TiO3是物质水解的过程,加热能够促进水解的进行,

故答案为:促进TiOSO4的水解;

(4)由于TiOSO4容易水解,若温度过高,会导致TiOSO4提前水解,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4•7H2O中导致TiO2产率降低,钛元素损失,

故答案为:温度过高,会导致TiOSO4提前水解,钛元素损失;

(5)二氧化钛中,氧元素的化合价为-2价,因此钛元素的化合价为+4价;镁与四氯化钛在高温下反应生成氯化镁和金属钛TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti,

故答案为:TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti;

(6)因TiO2作阴极,得到电子,被还原,TiO2 +4e-=Ti+2O2-,得到单质Ti,

故答案为:TiO2 +4e-=Ti+2O2-

(7)TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g)碳单质与氧气反应,因减少生成物的浓度,平衡正向移动,导致反应顺利进行,

故答案为:碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动,导致反应顺利进行;

解析

解:(1)钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁,不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]加过量硫酸,FeTiO3溶于过量硫酸,2H2SO4+FeTiO3═TiOSO4+FeSO4+2H2O,生成Fe2+、TiO2+、H2O,Fe2O3溶于过量硫酸,生成Fe3+离子,SiO2杂质不溶于酸,过滤滤渣为SiO2杂质,滤液为Fe2+、TiO2+、Fe3+

故答案为:硫酸;SiO2

(2)经硫酸溶解后得到的Fe2(SO43,而后面过滤得到的是FeSO4•7H2O,所以试剂B是铁粉,把Fe3+还原为Fe2+,2Fe3++Fe=3Fe2+

故答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+

(3)从 TiOSO4→H2TiO3是物质水解的过程,加热能够促进水解的进行,

故答案为:促进TiOSO4的水解;

(4)由于TiOSO4容易水解,若温度过高,会导致TiOSO4提前水解,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4•7H2O中导致TiO2产率降低,钛元素损失,

故答案为:温度过高,会导致TiOSO4提前水解,钛元素损失;

(5)二氧化钛中,氧元素的化合价为-2价,因此钛元素的化合价为+4价;镁与四氯化钛在高温下反应生成氯化镁和金属钛TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti,

故答案为:TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti;

(6)因TiO2作阴极,得到电子,被还原,TiO2 +4e-=Ti+2O2-,得到单质Ti,

故答案为:TiO2 +4e-=Ti+2O2-

(7)TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g)碳单质与氧气反应,因减少生成物的浓度,平衡正向移动,导致反应顺利进行,

故答案为:碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动,导致反应顺利进行;

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填空题

回收铅蓄电池的电极填充物(铅膏,主要含PbO、PbO2、PbSO4),可制备热稳定剂三盐基硫酸铅(组成可表示为3PbO•PbSO4•H2O),其实验流程如下:

(1)物质X可以循环利用,该物质是______.最后一次过滤之后需要洗涤,检验三盐基硫酸铅是否洗净的方法是______

(2)从滤液A可提取出一种含结晶水的钠盐副产品.若检验该晶体中结晶水的含量,所需的硅酸盐材质仪器有__________________、玻璃棒、石棉网、干燥器等.

(3)流程中不直接利用H2SO4溶液与PbO、PbCO3反应制取PbSO4,原因可能是______

(4)生成三盐基硫酸铅的离子反应方程式为______

(5)向铅膏浆液中加入Na2SO4溶液的目的是将其中的PbO2还原为PbO.若实验中所取铅膏的质量为47.8g,其中PbO2的质量分数为15.0%,则要将PbO2全部还原,至少需加______mL 1.0mol•L-lNa2SO3溶液.

正确答案

HNO3溶液

取少量溶液,加入足量稀盐酸,再加氯化钡溶液,观察是否产生白色沉淀

坩埚

酒精灯

泥三角

PbSO4不溶于水,覆盖在固体表面阻碍反应的进一步发生

4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O

30

解析

解:(1)分析流程可知,PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3).Pb(NO3)中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸,因此X为HNO3,可循环利用,检验硫酸根离子的方法为:取少量晶体溶于蒸馏水,然后用盐酸酸化,再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即证明该晶体中含有SO42-

故答案为:HNO3溶液;取少量溶液,加入足量稀盐酸,再加氯化钡溶液,观察是否产生白色沉淀;

(2)测量晶体中结晶水的含量,实验步骤为:①研磨 ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量 ③加热 ④冷却 ⑤称量 ⑥重复③至⑤的操作,直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止 ⑦根据实验数据计算晶体中结晶水的含量,所以所需的硅酸盐材质仪器有玻璃棒、石棉网、干燥器、坩埚、酒精灯、泥三角,

故答案为:坩埚;酒精灯;泥三角;

(3)生成的硫酸铅难溶于水,覆盖在固体PbO、PbCO3的表面,阻碍反应的进一步发生,故答案为:PbSO4不溶于水,覆盖在固体表面阻碍反应的进一步发生;

(4)从流程看,硫酸铅和氢氧化钠反应生成三盐基硫酸铅和硫酸钠,反应方程式为:4PbSO4+6NaOH=3PbO•PbSO4•H2O+3Na2SO4+2H2O,离子方程式为:

4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O,故答案为:4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O;

(5)氧化铅的物质的量为:=0.03mol,

PbO2 ~Na2SO3

1mol 1mol

0.03mol n

n=0.03mol,V==0.03L=30mL,

故答案为:30.

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题型:填空题
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填空题

(2015秋•太原校级月考)“烂版液”是制印刷锌板时,用稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”(含有少量的Cl-、Fe3+),某化学兴趣小组拟用“烂版液”制取Zn(NO32•6H2O的过程如下:

已知:Zn(NO32•6H2O是一种无色晶体,水溶液呈酸性,Zn(NO32能与碱反应,得到的产物具有两性.

                               生成氢氧化物沉淀的pH

注:金属离子的起始浓度为0.1mol/L回答下列问题:

(1)“烂版液”中溶质的主要成分是Zn(NO32,若稀硝酸腐蚀锌板产生的气体为N2O,写出稀硝酸腐蚀锌板反应的主要化学方程式______

(2)在操作①中保持pH=8的目的是______

(3)沉淀Ⅰ的主要成分是______

(4)操作③中调节pH的范围是______;目的是______

正确答案

4Zn+10HNO3=4Zn(NO32+N2O↑+5H2O

防止生成的Zn(OH)2溶解

Fe(OH)3和Zn(OH)2

(2.8,8.0)

使Fe3+沉淀完全

解析

解:因为废液是用稀硝酸腐蚀锌板后得到的,所以废液中含有大量的锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的Cl-、Fe3+,加入氢氧化钠调节溶液的PH=8使铁离子、锌离子完全沉淀,然后在沉淀Ⅰ中加硝酸溶解,溶液Ⅱ中含有大量锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的铁离子,调节溶液的PH使铁离子沉淀,溶液Ⅲ是硝酸锌溶液,在酸性条件下加热浓缩蒸发结晶,得到Zn(NO32•6H2O是一种无色晶体,

(1)此时硝酸很稀,硝酸中的氮被还原+1价,硝酸中的氮被还原+1价为N2O,Zn被氧化为Zn(NO32,发生的化学反应为4Zn+10HNO3=4Zn(NO32+N2O↑+5H2O;

故答案为:4Zn+10HNO3=4Zn(NO32+N2O↑+5H2O;

(2)使锌离子完全转化为氢氧化锌,PH不大,如果PH加大氢氧化锌两性又溶解,故答案为:防止生成的Zn(OH)2溶解;

(3)Zn2+、Fe3+完全沉淀生成相应的氢氧化物,为Fe(OH)3和Zn(OH)2,故答案为:Fe(OH)3和Zn(OH)2

(4)操作③目的是分离Zn2+、Fe3+,加入氢氧化钠溶液应保证生成氢氧化铁,但不能生成氢氧化锌沉淀,由表中数据可知应介于2.8~8.0,

故答案为:(2.8,8.0);使Fe3+沉淀完全.

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题型:简答题
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简答题

利用黄铜矿(CuFeS2)生产铜、绿矾的过程如下.根据题意完成下列各题:

(1)CuFeS2中铜的化合价为+2价,则铁的化合价为______

(2)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是______(按前后顺序填写字母序号).

a.过滤洗涤   b.蒸发浓缩   c.冷却结晶  d.灼烧   e.干燥

(3)实验室中配制FeSO4溶液时常将绿矾溶于一定浓度的硫酸中,再加水稀释,这样操作的目的是______

(4)绿矾产品的纯度可用滴定法进行测定,实验步骤如下:

步骤I.秤取6.000g绿矾产品,经溶解、定容等步骤准确配制250mL溶液.

步骤2:从上述容量瓶中量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中.

步骤3:用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4溶液滴定至终点,记录消耗KMnO4溶液的体积

步骤4:重复步骤2、步骤3两次、三次评价消耗KMnO4溶液40.00ml.

①判断此滴定实验达到终点的现象是______

②写出滴定过程中发生反应的离子方程式______

③计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为______(保留四位有效值)

正确答案

解:(1)CuFeS2中铜的化合价为+2价,硫为-2价,根据元素化合价代数和为零可和铁的化合价为+2价,

故答案为:+2;

(2)要从溶液中得到绿矾,可以通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥等步骤,所以实验操作的序号为bcae,

故答案为:bcae;

(3)亚铁离子易水解,在配制硫酸亚铁溶液时要防止亚铁离子水解,所以将绿矾溶于一定浓度的硫酸中可以抑制亚铁离子水解,

故答案为:抑制亚铁离子水解;

(4)①根据题中实验步骤可知,滴定实验达到终点时,溶液中的高锰酸钾不完全褪色,溶液呈浅红色,所以判断滴定实验达到终点的现象是滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色,

故答案为:滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色;

②酸性KMnO4被FeSO4还原时生成Mn2+,同时生成铁离子,反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,

故答案为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;

③根据电子得失守恒有关系式MnO4-~5Fe2+,滴定中用去的高锰酸钾的物质的量为0.0100mol/L×0.04L=0.0004mol,所以6.000g绿矾产品中FeSO4•7H2O的物质的量为:×5×0.0004mol=0.02mol,所以样品中FeSO4•7H2O的质量分数为:×100%=92.67%,

故答案为:92.67%.

解析

解:(1)CuFeS2中铜的化合价为+2价,硫为-2价,根据元素化合价代数和为零可和铁的化合价为+2价,

故答案为:+2;

(2)要从溶液中得到绿矾,可以通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥等步骤,所以实验操作的序号为bcae,

故答案为:bcae;

(3)亚铁离子易水解,在配制硫酸亚铁溶液时要防止亚铁离子水解,所以将绿矾溶于一定浓度的硫酸中可以抑制亚铁离子水解,

故答案为:抑制亚铁离子水解;

(4)①根据题中实验步骤可知,滴定实验达到终点时,溶液中的高锰酸钾不完全褪色,溶液呈浅红色,所以判断滴定实验达到终点的现象是滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色,

故答案为:滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色;

②酸性KMnO4被FeSO4还原时生成Mn2+,同时生成铁离子,反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,

故答案为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;

③根据电子得失守恒有关系式MnO4-~5Fe2+,滴定中用去的高锰酸钾的物质的量为0.0100mol/L×0.04L=0.0004mol,所以6.000g绿矾产品中FeSO4•7H2O的物质的量为:×5×0.0004mol=0.02mol,所以样品中FeSO4•7H2O的质量分数为:×100%=92.67%,

故答案为:92.67%.

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题型:简答题
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简答题

某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂,并回收铜.探究过程如下:

请回答下列问题:

(1)步骤①中先加入热的Na2CO3溶液除油污,操作甲的名称是______

(2)步骤②中,除发生反应Fe+2HCl    FeCl2+H2↑外,其他可能反应的离子方程式为:______

(3)溶液C的颜色是______,溶液D中可能含有的金属阳离子有______

(4)可以验证溶液B中是否含有Fe2+的一种试剂是______(填选项序号)

a.稀硫酸    b.铁    c.硫氰化钾    d.酸性高锰酸钾溶液

(5)步骤⑤产生金属铜的化学方程式为______

正确答案

解:(1)废铁屑经①加入热的Na2CO3溶液除油污,可得到固体A,应经过过滤操作,故答案为:过滤;

(2)固体A为Fe2O3和Fe的混合物,加入盐酸,发生Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+

故答案为:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+

(3)通入适量的氯气,发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,溶液C为FeCl3,呈棕黄色,用于腐蚀印刷电路,发生Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+,则溶液D中可能含有的金属阳离子有Fe2+、Cu2+、Fe3+

故答案为:棕黄色;Fe2+、Cu2+、Fe3+

(4)Fe2+具有还原性,可用酸性高锰酸钾溶液检验,发生氧化还原反应,酸性高锰酸钾溶液褪色,故答案为:d;

(5)步骤⑤产生金属铜的化学方程式为CuCl2Cu+Cl2↑,

故答案为:CuCl2Cu+Cl2↑.

解析

解:(1)废铁屑经①加入热的Na2CO3溶液除油污,可得到固体A,应经过过滤操作,故答案为:过滤;

(2)固体A为Fe2O3和Fe的混合物,加入盐酸,发生Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+

故答案为:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+═3Fe2+

(3)通入适量的氯气,发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,溶液C为FeCl3,呈棕黄色,用于腐蚀印刷电路,发生Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+,则溶液D中可能含有的金属阳离子有Fe2+、Cu2+、Fe3+

故答案为:棕黄色;Fe2+、Cu2+、Fe3+

(4)Fe2+具有还原性,可用酸性高锰酸钾溶液检验,发生氧化还原反应,酸性高锰酸钾溶液褪色,故答案为:d;

(5)步骤⑤产生金属铜的化学方程式为CuCl2Cu+Cl2↑,

故答案为:CuCl2Cu+Cl2↑.

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