- 物质的检验
- 共3564题
选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上.
A.萃取分液 B.升华 C.结晶 D.分液 E.蒸馏 F.过滤
(1)分离饱和食盐水与沙子的混合物______;
(2)从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾______;
(3)分离水和汽油的混合物______;
(4)分离酒精(沸点为78.1℃)和甲苯(沸点为110.6℃)两种互溶液体______;
(5)从碘水中提取碘单质______.
正确答案
解:(1)饱和食盐水与沙子的混合物为不溶物与液体的分离,可利用过滤法分离,故答案为:F;
(2)从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾为可溶性固体之间的分离,且二者的溶解度受温度的影响不同,可利用结晶法分离,故答案为:C;
(3)水和汽油二者不互溶,分层,可利用分液法分离,故答案为:D;
(4)酒精和甲苯二者互溶,但沸点不同,利用沸点的差异来分离,即采用蒸馏法分离,故答案为:E;
(5)碘在水中的溶解度比在有机物中的溶解度小,选择萃取剂来分离,即选择萃取分液法分离,故答案为:A.
解析
解:(1)饱和食盐水与沙子的混合物为不溶物与液体的分离,可利用过滤法分离,故答案为:F;
(2)从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾为可溶性固体之间的分离,且二者的溶解度受温度的影响不同,可利用结晶法分离,故答案为:C;
(3)水和汽油二者不互溶,分层,可利用分液法分离,故答案为:D;
(4)酒精和甲苯二者互溶,但沸点不同,利用沸点的差异来分离,即采用蒸馏法分离,故答案为:E;
(5)碘在水中的溶解度比在有机物中的溶解度小,选择萃取剂来分离,即选择萃取分液法分离,故答案为:A.
某校学生用如图所示装置进行实验,以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应的产物.请回答下列问题:
(1)冷凝管所起的作用为冷凝回流和气,冷凝水从______口进入(填“a或“b”).
(2)实验开始时,关闭K2、开启K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反应开始.Ⅲ中小试管内苯的作用是______.
(3)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是______.
(4)反应结束后,要让装置I中的水倒吸入装置Ⅱ中.这样操作的目的是______,简述这一操作的方法:______.
(5)将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯.
①用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
②用5%的NaOH溶液洗涤,振荡,分液;
③用蒸馏水洗涤,振荡,分液;
④加入无水CaCl2粉末干燥;
⑤______(填操作名称).
正确答案
解:(1)冷凝管采用逆向通水,即从a进水,使气体与水充分接触,冷凝效果好,
故答案为:a;
(2)Ⅲ中小试管内苯的作用是除去溴化氢中的溴蒸气,避免干扰溴离子检验,
故答案为:吸收溴蒸气;
(3)因从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银反应生成溴化银沉淀,
故答案为:Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成;
(4)因装置Ⅱ中含有溴化氢气体能污染空气,使I的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气;操作方法为开启K2,关闭K1和分液漏斗活塞,
故答案为:反应结束后装置Ⅱ中存在大量的溴化氢,使I的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气;开启K2,关闭K1和分液漏斗活塞;
(5)加入无水CaCl2粉末干燥,然后通过蒸馏操作,获得纯净的溴苯,
故答案为:蒸馏.
解析
解:(1)冷凝管采用逆向通水,即从a进水,使气体与水充分接触,冷凝效果好,
故答案为:a;
(2)Ⅲ中小试管内苯的作用是除去溴化氢中的溴蒸气,避免干扰溴离子检验,
故答案为:吸收溴蒸气;
(3)因从冷凝管出来的气体为溴化氢,溴化氢不溶于苯,溴化氢能与硝酸银反应生成溴化银沉淀,
故答案为:Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成;
(4)因装置Ⅱ中含有溴化氢气体能污染空气,使I的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气;操作方法为开启K2,关闭K1和分液漏斗活塞,
故答案为:反应结束后装置Ⅱ中存在大量的溴化氢,使I的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体,以免逸出污染空气;开启K2,关闭K1和分液漏斗活塞;
(5)加入无水CaCl2粉末干燥,然后通过蒸馏操作,获得纯净的溴苯,
故答案为:蒸馏.
胆矾是一种常见的化合物,工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料,现有废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矾.有人设计了如下流程:
pH值控制可参考下列数据
请根据上述流程回答下列问题:
(1)A可选用______(填字母)
a.稀H2SO4 b.浓H2SO4、加热 c.浓FeCl3溶液 d.浓HNO3
(2)Ⅰ中加H2O2的目的______.
(3)Ⅱ中加Cu2(OH)2CO3的目的是______,其优点是______.
(4)Ⅲ加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为______.
(5)V中加H2SO4调节pH=1是为了______,某工程师认为上述流程中所加的A物质并不理想,需作改进,其理由是______,若你是工程师,将对所加的A物质作何改进?请提出建议______.
正确答案
b
将Fe2+氧化为Fe3+
除去过量的硫酸
不引入新的杂质
Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
抑制Cu2+的水解
会产生SO2,会对污染环境,硫酸的利用率低
可以向稀硫酸中不断通氧气(或者加H2O2)并加热
解析
解:废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矾的流程:将金属全部溶解,再将存在的亚铁离子氧化为铁离子,再结合Cu2+开始沉淀时的pH值,可以Fe最终转化为Fe(OH)3更容易除去,保证铜离子不会沉淀,不能引进杂质离子,加入H2O2,目的是将二价铁转化为三价铁,在III中调节溶液pH值,在这个过程中加了Cu2(OH)2CO3,目的应是调节溶液的酸碱性,所以这里加Cu2(OH)2CO3中和过量的硫酸,控制好溶液的pH值为3.7,刚好此时溶液中三价铁正全转化为Fe(OH)3.当三价铁沉淀完全后,再进行过滤,滤液中剩余的阳离子主要有Cu2+,阴离子有SO42-,再加硫酸,调节溶液pH值=1,目的是抑制Cu2+的水解,再分别进行蒸发、冷却、结晶后,最终得到产品胆矾.
(1)A可选用浓H2SO4、加热,稀硫酸不能溶解Cu,而浓FeCl3溶液、浓HNO3会引入杂质,故答案为:b;
(2)H2O2与Fe2+发生氧化还原反应,Fe2+被氧化为Fe3+后,调节pH,更容易除去,所以Ⅰ中加H2O2的目的将亚铁离子氧化为铁离子,故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;
(3)在III中调节溶液pH值,在这个过程中加了Cu2(OH)2CO3,这里加Cu2(OH)2CO3中和过量的硫酸,控制好溶液的pH值为3.7,刚好此时溶液中三价铁正全转化为Fe(OH)3,并且不引入新的杂质,故答案为:除去过量的硫酸;不引入新的杂质;
(4)Ⅲ加热煮沸时,促进铁离子水解,可以得到氢氧化铁沉淀,发生的化学反应的离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+,故答案为:Fe3++3H2O
Fe(OH)3↓+3H+;
(5)V中加H2SO4调节pH=1是为了抑制Cu2+的水解,但是Cu与浓硫酸反应过程中会产生SO2,会对污染环境,这样会使硫酸的利用率低,所以可以向稀硫酸中不断通氧气(或者加H2O2)并加热,故答案为:抑制Cu2+的水解;会产生SO2,会对污染环境,硫酸的利用率低;可以向稀硫酸中不断通氧气(或者加H2O2)并加热.
氯化铜晶体(CuCl2•xH2O)是重要的化工原料,可用作催化剂、消毒剂等,用孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3,还含有少量Fe、Si的化合物]制备氯化铜晶体,方案如图:
已知:有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH:
(1)酸溶时应选择酸的名称为______;若溶液A含有的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+,则试剂①可选用______(填字母).
A.Cu B.Cl2 C.NH3•H2O D.NaOH E.H2O2 F.KMnO4
(2)加入试剂②的目的是调节pH至a,a的范围是______,写出试剂②的一种可能的化学式______.由溶液C获得CuCl2•xH2O,包含4个基本实验操作,这4个基本实验操作依次是______、过滤、用无水乙醇洗涤等操作,使用无水乙醇代替水进行洗涤的主要原因是______.
(3)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2•xH2O)中x值,有同学设计了如下两种实验方案:
①称取一定质量的晶体加热使其失去结晶水,称量所得无水CuCl2的质量.该方案存在的问题是______.
②称取ag晶体、加入足量氢氧化钠溶液,过滤、洗涤、加热沉淀至质量不再减轻为止,称量所得固体的质量为bg.则x=______(用含a、b的代数式表示).
正确答案
解:孔雀石用盐酸溶解,主要成份Cu2(OH)2CO3与其反应生成二氧化碳和氯化铜,以及铁的氯化物,其中的二氧化硅是酸性氧化物不溶解,然后加入氧化剂将亚铁转化为易除的铁离子,过滤,将滤液在酸性条件下蒸发结晶,得到氯化铜晶体,
(1)因为要制备氯化铜晶体,为不引入新的杂质,所以加入盐酸;加入氧化剂不能引入新的杂质,所以选用氯气或过氧化氢,故答案为:盐酸;BE;
(2)由工艺流程转化关系可知,试剂②应为调节溶液pH值,使Fe3+转化为Fe(OH)3,除去Fe3+,不能沉淀Cu2+,由金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH可知,Fe3+从pH=2.7开始沉淀,在pH=3.7沉淀完全,Cu2+从pH=5.4开始沉淀,所以应该可知pH范围为3.7~5.4,所以试剂②可以是氧化铜、氢氧化铜、碳酸铜或者碱式碳酸铜,由溶液获得CuCl2•xH2O晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等;氯化铜易溶于水,使用无水乙醇代替水进行洗涤,防止CuCl2•xH2O晶体溶解损失.
故答案为:3.7~5.4;CuO、Cu(OH)2;蒸发浓缩、冷却结晶;防止CuCl2•xH2O晶体溶解损失;
(3)①CuCl2•xH2O晶体加热时会发生水解CuCl2+2H2O⇌Cu(OH)2+2HCl,有HCl气体放出,CuCl2质量偏小,测得x值偏大,故答案为:CuCl2•xH2O晶体加热时会发生水解;
②b g为CuO质量为=
mol,根据铜元素守恒可知,n(CuO)=n(CuCl2•xH2O),所以ag=
mol×(135+18x)g/mol,解得,x=
,
故答案为:.
解析
解:孔雀石用盐酸溶解,主要成份Cu2(OH)2CO3与其反应生成二氧化碳和氯化铜,以及铁的氯化物,其中的二氧化硅是酸性氧化物不溶解,然后加入氧化剂将亚铁转化为易除的铁离子,过滤,将滤液在酸性条件下蒸发结晶,得到氯化铜晶体,
(1)因为要制备氯化铜晶体,为不引入新的杂质,所以加入盐酸;加入氧化剂不能引入新的杂质,所以选用氯气或过氧化氢,故答案为:盐酸;BE;
(2)由工艺流程转化关系可知,试剂②应为调节溶液pH值,使Fe3+转化为Fe(OH)3,除去Fe3+,不能沉淀Cu2+,由金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH可知,Fe3+从pH=2.7开始沉淀,在pH=3.7沉淀完全,Cu2+从pH=5.4开始沉淀,所以应该可知pH范围为3.7~5.4,所以试剂②可以是氧化铜、氢氧化铜、碳酸铜或者碱式碳酸铜,由溶液获得CuCl2•xH2O晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等;氯化铜易溶于水,使用无水乙醇代替水进行洗涤,防止CuCl2•xH2O晶体溶解损失.
故答案为:3.7~5.4;CuO、Cu(OH)2;蒸发浓缩、冷却结晶;防止CuCl2•xH2O晶体溶解损失;
(3)①CuCl2•xH2O晶体加热时会发生水解CuCl2+2H2O⇌Cu(OH)2+2HCl,有HCl气体放出,CuCl2质量偏小,测得x值偏大,故答案为:CuCl2•xH2O晶体加热时会发生水解;
②b g为CuO质量为=
mol,根据铜元素守恒可知,n(CuO)=n(CuCl2•xH2O),所以ag=
mol×(135+18x)g/mol,解得,x=
,
故答案为:.
化学反应终点的判断是化学定量实验的重要环节.下列对化学反应终点的判断不正确的是______
A.向BaCl2溶液中加入足量Na2CO3溶液后,静置,向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液,若无沉淀,说明Ba2+已经完全沉淀
B.淀粉在稀硫酸的作用下水解后,加NaOH溶液使溶液呈碱性,加入新制Cu(OH)2,加热,若有砖红色沉淀生成,说明淀粉已经完全水解
C.将Na2SO4•10H2O晶体置于坩埚中加热,称量,并重复上述操作,若相邻两次称量的结果相同,说明硫酸钠已全部失去结晶水
D.用酸式滴定管向滴有酚酞的NaOH溶液中滴加HCl溶液,若滴入最后一滴HCl溶液后红色刚好褪去,说明NaOH已完全中和
工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的另外两种氧化物)提取冶炼铝的原料氧化铝.工艺流程如下图:
(1)铝土矿中所含元素在地壳中的含量位于前四位,则所含两种杂质是______、______.
(2)步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式是______.
(3)步骤Ⅴ中的阳极反应式是______.
(4)滤液c可通过如下方法转化为溶液B和气体C而循环使用,则①中发生反应的化学方程式为______
正确答案
解:A.向BaCl2溶液中加入适量Na2CO3溶液后,发生反应:BaCl2 +Na2CO3 =BaCO3↓+2NaCl,
少量上层清液于小试管中,滴加Na2CO3,若不再有沉淀产生,则沉淀完全;若还有沉淀生成,则不完全,故A正确;
B.淀粉在稀硫酸的作用下水解后,只要淀粉水解,就有葡萄糖生成,淀粉在稀硫酸的作用下水解后,加入NaOH使溶液呈碱性,加入新制Cu(OH)2后加热,若有砖红色沉淀生成,只能说明有淀粉水解,但不能说明淀粉不能完全水解,故B错误;
C.将Na2SO4•10H2O晶体置于坩埚中加热,冷却后称量,并重复上述操作,若相邻两次称量的结果相同,说明固体已经恒重,说明硫酸钠已全部失去结晶水,故C正确;
D.滴定时,当溶液颜色变化且半分钟内不变色,可说明达到滴定终点,滴有酚酞的NaOH溶液呈粉红色,当滴入最后一滴HCl溶液后粉红色刚好褪去,且半分钟内不变色,说明碱已全部反应完,故D正确;
故选:B;
(1)根据地壳中的含量位于前四位的分别为O、Si、Al、Fe,所以所含两种杂质氧化硅和氧化铁,故答案为:SiO2;Fe2O3;
(2)步骤Ⅲ中向滤液Ⅱ中通入二氧化碳气体,又根据以上分析,滤液Ⅱ中含有NaAlO2,故反应的离子方程式:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)根据以上分析,Ⅴ为电解熔融氧化铝生成铝单质和氧气,所以阳极反应为:2O2--4e-=O2↑,故答案为:2O2--4e-=O2↑;
(4)根据以上分析滤液c为碳酸氢钠溶液,结合流程反应①即碳酸氢钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,所以①中发生反应的化学方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O,故答案为:CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O;
解析
解:A.向BaCl2溶液中加入适量Na2CO3溶液后,发生反应:BaCl2 +Na2CO3 =BaCO3↓+2NaCl,
少量上层清液于小试管中,滴加Na2CO3,若不再有沉淀产生,则沉淀完全;若还有沉淀生成,则不完全,故A正确;
B.淀粉在稀硫酸的作用下水解后,只要淀粉水解,就有葡萄糖生成,淀粉在稀硫酸的作用下水解后,加入NaOH使溶液呈碱性,加入新制Cu(OH)2后加热,若有砖红色沉淀生成,只能说明有淀粉水解,但不能说明淀粉不能完全水解,故B错误;
C.将Na2SO4•10H2O晶体置于坩埚中加热,冷却后称量,并重复上述操作,若相邻两次称量的结果相同,说明固体已经恒重,说明硫酸钠已全部失去结晶水,故C正确;
D.滴定时,当溶液颜色变化且半分钟内不变色,可说明达到滴定终点,滴有酚酞的NaOH溶液呈粉红色,当滴入最后一滴HCl溶液后粉红色刚好褪去,且半分钟内不变色,说明碱已全部反应完,故D正确;
故选:B;
(1)根据地壳中的含量位于前四位的分别为O、Si、Al、Fe,所以所含两种杂质氧化硅和氧化铁,故答案为:SiO2;Fe2O3;
(2)步骤Ⅲ中向滤液Ⅱ中通入二氧化碳气体,又根据以上分析,滤液Ⅱ中含有NaAlO2,故反应的离子方程式:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)根据以上分析,Ⅴ为电解熔融氧化铝生成铝单质和氧气,所以阳极反应为:2O2--4e-=O2↑,故答案为:2O2--4e-=O2↑;
(4)根据以上分析滤液c为碳酸氢钠溶液,结合流程反应①即碳酸氢钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,所以①中发生反应的化学方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O,故答案为:CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O;
为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯,并制得纯净的KNO3溶液(E),某学生设计如下实验方案:
(1)操作①主要是将固体溶解,则所用的主要玻璃仪器是______、______.
(2)操作②~④所加的试剂顺序可以为______,______,______(填写试剂的化学式).
(3)如何判断SO42-已除尽______
(4)实验过程中产生的多次沉淀______(选填“需要”或“不需要”)多次过滤,理由是______.
(5)该同学的实验设计方案中某步并不严密,请说明理由______.
正确答案
解:将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体溶解,配制成溶液,先加硝酸钡,除去硫酸根,再加氢氧化钠,除去镁离子,再加碳酸钾,除去多余的钡离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾,硝酸易挥发,加热煮沸,制得纯净的KNO3溶液(E),加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-.
(1)溶解固体药品通常在烧杯中进行,而固体物质溶于水时,在不借助外力帮助下,溶解速率很慢,为加快溶解,配制溶液时使用玻璃棒进行搅拌,使溶解的分子或离子向水中扩散速度加大,从而使物质溶解的速度加快,制得纯净的KNO3溶液(E).
故答案为:烧杯、玻璃棒;
(2)先加硝酸钡,除去硫酸根,再加氢氧化钠,除去镁离子,再加碳酸钠,除去多余的钡离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾;
先加氢氧化钾,除去镁离子,再加氯化钡,除去硫酸根,再加碳酸钾,除去多余的钡离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾;
先加入硝酸钡,除去硫酸根,再加碳酸钾,能把钙离子和多余钡离子除去,再加氢氧化钾,除去镁离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾,
故答案为:Ba(NO3)2、K2CO3、KOH或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3、或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3;
(3)加入过量硝酸钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴Ba(NO3)2溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:静置,取少量上层澄清溶液,再加入少量Ba(NO3)2溶液,若不变浑浊,表明SO42-已除尽;
(4)几个沉淀分别为BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,这几个沉淀反应互不干扰,因此只过滤一次,可减少操作程序,
故答案为:不需要;因为几个沉淀反应互不干扰,因此只过滤一次,可减少操作程序;
(5)因加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-,制不到纯净的KNO3溶液(E),所以该同学的实验设计方案中该步并不严密,
故答案为:因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-;
解析
解:将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体溶解,配制成溶液,先加硝酸钡,除去硫酸根,再加氢氧化钠,除去镁离子,再加碳酸钾,除去多余的钡离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾,硝酸易挥发,加热煮沸,制得纯净的KNO3溶液(E),加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-.
(1)溶解固体药品通常在烧杯中进行,而固体物质溶于水时,在不借助外力帮助下,溶解速率很慢,为加快溶解,配制溶液时使用玻璃棒进行搅拌,使溶解的分子或离子向水中扩散速度加大,从而使物质溶解的速度加快,制得纯净的KNO3溶液(E).
故答案为:烧杯、玻璃棒;
(2)先加硝酸钡,除去硫酸根,再加氢氧化钠,除去镁离子,再加碳酸钠,除去多余的钡离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾;
先加氢氧化钾,除去镁离子,再加氯化钡,除去硫酸根,再加碳酸钾,除去多余的钡离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾;
先加入硝酸钡,除去硫酸根,再加碳酸钾,能把钙离子和多余钡离子除去,再加氢氧化钾,除去镁离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾,
故答案为:Ba(NO3)2、K2CO3、KOH或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3、或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3;
(3)加入过量硝酸钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴Ba(NO3)2溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,
故答案为:静置,取少量上层澄清溶液,再加入少量Ba(NO3)2溶液,若不变浑浊,表明SO42-已除尽;
(4)几个沉淀分别为BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,这几个沉淀反应互不干扰,因此只过滤一次,可减少操作程序,
故答案为:不需要;因为几个沉淀反应互不干扰,因此只过滤一次,可减少操作程序;
(5)因加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-,制不到纯净的KNO3溶液(E),所以该同学的实验设计方案中该步并不严密,
故答案为:因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-;
白炭黑(SiO2•H2O)广泛用于橡胶、涂料、印刷等行业,可用蛇纹石(主要成分为3MgO•2SiO2•2H2O)来制取,其主要工艺流程如图:
(1)蛇纹石用盐酸浸取后的滤渣再用氢氧化钠溶液浸取,两次浸取过程中消耗盐酸和氢氧化钠溶液中HC1与NaOH的物质的量之比为______.(不考虑其他成分与酸、碱的反应)
(2)上述流程中需多次过滤,过滤时使用的玻璃仪器有______,过滤1得到的滤液的主要成分是______.
(3)沉淀时加入氯化钠溶液的作用可能是______.
(4)洗涤时,如何证明产品已洗涤干净?______.
正确答案
解:(1)蛇纹石3MgO•2SiO2•2H2O中,3mol氧化镁和6mol盐酸之间发生反应,2mol二氧化硅可以和4mol氢氧化钠之间发生反应,所以两次浸取过程中消耗盐酸和氢氧化钠溶液中HCl与NaOH的物质的量之比为3:2,故答案为:3:2;
(2)过滤需要的仪器:烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台,硅酸钠可以和盐酸发生反应生成硅酸沉淀,所以过滤1得到的滤液的主要成分是硅酸钠,故答案为:烧杯、玻璃棒、漏斗;硅酸钠;
(3)硅酸钠和盐酸反应生成硅酸钠和氯化钠,加入氯化钠的作用是防止生成硅酸胶体,故答案为:防止生成硅酸胶体;
(4)可以检验是否存在氯离子来检验是否洗涤干净,具体方法是:取少许最后一次洗涤液,滴加2-3滴硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,证明已经洗涤干净,故答案为:取少许最后一次洗涤液,滴加2-3滴硝酸银溶液,弱无白色沉淀生成,证明已经洗涤干净.
解析
解:(1)蛇纹石3MgO•2SiO2•2H2O中,3mol氧化镁和6mol盐酸之间发生反应,2mol二氧化硅可以和4mol氢氧化钠之间发生反应,所以两次浸取过程中消耗盐酸和氢氧化钠溶液中HCl与NaOH的物质的量之比为3:2,故答案为:3:2;
(2)过滤需要的仪器:烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台,硅酸钠可以和盐酸发生反应生成硅酸沉淀,所以过滤1得到的滤液的主要成分是硅酸钠,故答案为:烧杯、玻璃棒、漏斗;硅酸钠;
(3)硅酸钠和盐酸反应生成硅酸钠和氯化钠,加入氯化钠的作用是防止生成硅酸胶体,故答案为:防止生成硅酸胶体;
(4)可以检验是否存在氯离子来检验是否洗涤干净,具体方法是:取少许最后一次洗涤液,滴加2-3滴硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,证明已经洗涤干净,故答案为:取少许最后一次洗涤液,滴加2-3滴硝酸银溶液,弱无白色沉淀生成,证明已经洗涤干净.
(2015春•温州校级月考)利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO.制备流程如图:
已知:Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似.请回答下列问题:
(1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有______.
A.去除油污 B.溶解镀锌层C.去除铁锈D.钝化
(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀,为制得ZnO,后续操作步骤是______.
(3)由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中,须持续通入N2,其原因是______.
正确答案
解:废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液中反应,锌溶解生成偏锌酸钠和氢气,铁不溶解,过滤得到滤液A为Na2ZnO2,不溶物为Fe,溶液A调节pH使溶液中ZnO22-转化为Zn(OH)2沉淀,再经过抽滤、洗涤、干燥,灼烧得到ZnO.不溶物Fe中加入硫酸,反应生成硫酸亚铁,调节溶液PH=1~2,并加入适量过氧化氢,氧化部分亚铁离子为铁离子,得到含Fe2+、Fe3+的B溶液,再加入氢氧化钠溶液,加热分解生成四氧化三铁胶体粒子.
(1)根据Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似,Zn也能和氢氧化钠溶液反应,氢氧化钠溶液起到溶解镀锌层和去除油污作用,
故答案为:AB;
(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀,抽滤就可以得到氢氧化锌沉淀,洗涤除去附着的离子,高温灼烧氢氧化锌分解得到ZnO,
故答案为:抽滤、洗涤、灼烧;
(3)持续通入N2,防止Fe2+被氧化,故答案为:在N2气氛下,防止Fe2+被氧化.
解析
解:废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液中反应,锌溶解生成偏锌酸钠和氢气,铁不溶解,过滤得到滤液A为Na2ZnO2,不溶物为Fe,溶液A调节pH使溶液中ZnO22-转化为Zn(OH)2沉淀,再经过抽滤、洗涤、干燥,灼烧得到ZnO.不溶物Fe中加入硫酸,反应生成硫酸亚铁,调节溶液PH=1~2,并加入适量过氧化氢,氧化部分亚铁离子为铁离子,得到含Fe2+、Fe3+的B溶液,再加入氢氧化钠溶液,加热分解生成四氧化三铁胶体粒子.
(1)根据Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似,Zn也能和氢氧化钠溶液反应,氢氧化钠溶液起到溶解镀锌层和去除油污作用,
故答案为:AB;
(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀,抽滤就可以得到氢氧化锌沉淀,洗涤除去附着的离子,高温灼烧氢氧化锌分解得到ZnO,
故答案为:抽滤、洗涤、灼烧;
(3)持续通入N2,防止Fe2+被氧化,故答案为:在N2气氛下,防止Fe2+被氧化.
(1)工业上以粗铜为原料采取如图1所示流程制备硝酸铜晶体:
①在步骤a中,还需要通入氧气和水,其目的是______.
②在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,根据下表数据,溶液的pH值应保持在______范围.调节pH值时,可以向溶液中加入的试剂是______
(a) NaOH溶液 (b) 氨水 (c) Cu(OH)2 (d) CuO
③在操作Ⅰ之前,对滤液用HNO3调节pH值至1,其目的是(结合离子方程式说明)______.
④从滤液中制取硝酸铜晶体的操作Ⅰ的具体步骤是______.
(2)图2是某小组学生查阅资料后所绘出的硝酸铜晶体[Cu(NO3)2•nH2O]的溶解度曲线(温度在30℃左右对应不同的晶体),下列说法正确的是______
a.A点时的溶液为不饱和溶液
b.B点时两种晶体可以共存
c.按上述流程最终得到的晶体一定是Cu(NO3)2•3H2O
d.若将C点时的溶液降温至30°C以下,可以析出Cu(NO3)2•6H2O晶体.
正确答案
解:(1)粗铜中加入稀硝酸,Fe、Cu和稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、Cu(NO3)2,同时生成氮氧化物,氮氧化物和水反应生成硝酸,能循环利用,调节溶液的pH,将Fe(NO3)3转化为Fe(OH)3沉淀,然后过滤得到滤渣,滤液为Cu(NO3)2溶液,向滤液中加入稀硝酸并调节溶液的pH,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硝酸铜晶体,
①氮氧化物有毒,且NO不和水反应,通入氧气和水,氮氧化物和氧气、水反应生成硝酸,硝酸能循环利用,从而提高原料利用率,且减少污染物的排放,
故答案为:将NOx转化为硝酸,提高原料的利用率,减少污染物的排放;
②调节溶液的pH使氢氧化铁完全沉淀,铜离子不产生沉淀,当溶液的pH在1.9~3.2之间,铁离子沉淀,而铜离子不产生沉淀,pH为4.7时铜离子产生沉淀,所以调节溶液的pH为3.2--4.7;加入的物质不能引进新的杂质,且要将铁离子转化为沉淀,增大溶液的pH,氨水和NaOH引进新的杂质,CuO和氢氧化铜能和氢离子反应从而升高溶液的pH,故选cd,
故答案为:3.2--4.7;cd;
③铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子,水解方程式为Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+,加入稀硝酸能抑制硝酸铜溶解,故答案为:由于铜离子水解,Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+,加入HNO3能抑制硝酸铜水解;
④从滤液中制取硝酸铜晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤;
(2)a.在溶解度曲线上方的溶液为过饱和溶液,所以A点时的溶液为饱和溶液,故错误;
b.根据图象知,B点时两种晶体在水溶液中都达到饱和,所以二者可以共存,故正确;
c.结晶温度较低,晶体以Cu(NO3)2•6H2O析出,故错误;
d.若将C点时的溶液降温至30°C以下,如果溶液为过饱和溶液,根据图象知,可以析出Cu(NO3)2•6H2O晶体,故正确;
故选bd.
解析
解:(1)粗铜中加入稀硝酸,Fe、Cu和稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、Cu(NO3)2,同时生成氮氧化物,氮氧化物和水反应生成硝酸,能循环利用,调节溶液的pH,将Fe(NO3)3转化为Fe(OH)3沉淀,然后过滤得到滤渣,滤液为Cu(NO3)2溶液,向滤液中加入稀硝酸并调节溶液的pH,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硝酸铜晶体,
①氮氧化物有毒,且NO不和水反应,通入氧气和水,氮氧化物和氧气、水反应生成硝酸,硝酸能循环利用,从而提高原料利用率,且减少污染物的排放,
故答案为:将NOx转化为硝酸,提高原料的利用率,减少污染物的排放;
②调节溶液的pH使氢氧化铁完全沉淀,铜离子不产生沉淀,当溶液的pH在1.9~3.2之间,铁离子沉淀,而铜离子不产生沉淀,pH为4.7时铜离子产生沉淀,所以调节溶液的pH为3.2--4.7;加入的物质不能引进新的杂质,且要将铁离子转化为沉淀,增大溶液的pH,氨水和NaOH引进新的杂质,CuO和氢氧化铜能和氢离子反应从而升高溶液的pH,故选cd,
故答案为:3.2--4.7;cd;
③铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子,水解方程式为Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+,加入稀硝酸能抑制硝酸铜溶解,故答案为:由于铜离子水解,Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+,加入HNO3能抑制硝酸铜水解;
④从滤液中制取硝酸铜晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤;
(2)a.在溶解度曲线上方的溶液为过饱和溶液,所以A点时的溶液为饱和溶液,故错误;
b.根据图象知,B点时两种晶体在水溶液中都达到饱和,所以二者可以共存,故正确;
c.结晶温度较低,晶体以Cu(NO3)2•6H2O析出,故错误;
d.若将C点时的溶液降温至30°C以下,如果溶液为过饱和溶液,根据图象知,可以析出Cu(NO3)2•6H2O晶体,故正确;
故选bd.
(2013秋•启东市校级月考)工业上生产高氯酸(沸点:90°C)时还同时生产了亚氯酸钠,其工艺流程如下:
(1)冷却过滤的目的是降低NaHSO4的______,并分离出NaHSO4晶体.
(2)反应器2中发生反应的离子方程式为______,SO2的作用是作______剂.
(3)上述工业生产高氯酸的化学反应为:3NaClO3+3H2SO4(浓)=3NaHSO4+HClO4+2ClO2+H2O,氧化产物与还原产物的物质的量之比为______.
(4)可以通过蒸馏滤液的方法得到高氯酸的原因可能是高氯酸的沸点比较______(填“高”或“低”),容易从溶液中逸出,循环使用的物质是______.
正确答案
解:工业上生产高氯酸(沸点:90°C)时还同时生产了亚氯酸钠,其工艺流程为:反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O,NaHSO4的溶解度随着温度的降低而减小,冷却得到NaHSO4晶体,滤液通过蒸馏得到HClO4产品,通入到反应容器Ⅱ中的反应物有NaOH、SO2、H2O、ClO2,生成物有NaClO2,反应的方程式为2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O.
(1)在反应器1中,硫酸钠和硫酸反应获得的硫酸氢钠的溶解度随着温度的降低而减小,这样冷却过滤,可以降低NaHSO4的溶解度并分离出NaHSO4晶体,
故答案为:溶解度;
(2)在反应器2中,可以实现二氧化氯向NaClO2的转化,二氧化硫可以作为还原剂把ClO2还原为NaClO2,即2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O,
故答案为:2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O;还原;
(3)2NaClO3+Na2SO3+H2SO4═2ClO2+2Na2SO4+H2O中2molNa2SO4,1mol是Na2SO3氧化得到,为氧化产物,1mol为H2SO4表现酸性的产物,还原产物为ClO2,由反应方程式可得,它们的物质的量之比为1:2,
故答案为:1:2;
(4)根据题意高氯酸的沸点:90C,可以采用蒸馏滤液的方法得到高氯酸,根据循环图可以发现硫酸作为反应物进入反应器1中,又作为生成物在反应器2中生成,可以循环使用,
故答案为:低;H2SO4.
解析
解:工业上生产高氯酸(沸点:90°C)时还同时生产了亚氯酸钠,其工艺流程为:反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O,NaHSO4的溶解度随着温度的降低而减小,冷却得到NaHSO4晶体,滤液通过蒸馏得到HClO4产品,通入到反应容器Ⅱ中的反应物有NaOH、SO2、H2O、ClO2,生成物有NaClO2,反应的方程式为2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O.
(1)在反应器1中,硫酸钠和硫酸反应获得的硫酸氢钠的溶解度随着温度的降低而减小,这样冷却过滤,可以降低NaHSO4的溶解度并分离出NaHSO4晶体,
故答案为:溶解度;
(2)在反应器2中,可以实现二氧化氯向NaClO2的转化,二氧化硫可以作为还原剂把ClO2还原为NaClO2,即2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O,
故答案为:2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O;还原;
(3)2NaClO3+Na2SO3+H2SO4═2ClO2+2Na2SO4+H2O中2molNa2SO4,1mol是Na2SO3氧化得到,为氧化产物,1mol为H2SO4表现酸性的产物,还原产物为ClO2,由反应方程式可得,它们的物质的量之比为1:2,
故答案为:1:2;
(4)根据题意高氯酸的沸点:90C,可以采用蒸馏滤液的方法得到高氯酸,根据循环图可以发现硫酸作为反应物进入反应器1中,又作为生成物在反应器2中生成,可以循环使用,
故答案为:低;H2SO4.
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