- 物质的检验
- 共3564题
铬铁矿主要成分为FeO•Cr2O3,含有SiO2、Al2O3等杂质.工业上用铬铁矿制备红矾钠(Na2Cr2O7)的流程如图所示:煅烧时反应为:4FeO•Cr2O3+7O2+20NaOH8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O
(1)步骤①是在坩埚中进行煅烧,可用作此坩埚材料的是______.
A.铁 B.氧化铝 C.石英 D.陶瓷
(2)步骤①煅烧反应极慢,需要升温至NaOH呈熔融状态,反应速率才加快,其原因为______.
(3)步骤②中NaFeO2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀,其化学方程式为______.
(4)将五份滤液1分别在130℃蒸发1小时,各自冷却到不同温度下结晶,保温过滤,所得实验数据如下表.根据数据分析,步骤③的最佳结晶温度为______.
(5)步骤④中滤渣3的成分是______.
(6)假设该流程中铬元素完全转化为红矾钠,则该铬铁矿中铬元素的质量分数为______(用含m1、m2的代数式表示).
正确答案
A
熔融后增大了反应物的接触面积
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH
40
Al(OH)3、H2SiO3(或H4SiO4)
解析
解:铬铁矿主要成分为FeO•Cr2O3,含有SiO2、Al2O3等杂质、混和NaOH(m1kg),与足量空气通过焙烧,4FeO•Cr2O3+7O2+20NaOH8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O,生成Na2CrO4、NaFeO2、Na2SiO3、NaOH和NaAlO2的混合体系,然后加水溶解,三价铁水解,NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH,得固体氢氧化铁滤渣1和滤液Na2CrO4、Na2SiO3、NaOH、NaAlO2,再调节溶液的pH,使偏铝酸盐完全转化为氢氧化铝沉淀,硅酸盐完全沉淀;继续调节溶液的pH使CrO42-转化为Cr2O72-,Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+,最后生成溶解度极小的Na2Cr2O7,得到红矾钠(Na2Cr2O7)(m2kg).
(1)A.铁坩埚含有铁,铁与氢氧化钠不反应,故A正确;
B.三氧化二铝能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,故B错误;
C.石英中含有二氧化硅,二氧化硅能和氢氧化钠反应,故C错误;
D.陶瓷中含有二氧化硅,二氧化硅能和氢氧化钠反应,故D错误;
故选A.
(2)升高温度,增加单位体积内的活化分子数,有效碰撞增加,反应速率加快,需要升温至NaOH呈熔融状态,说明NaOH呈熔融状态,熔融后增大了反应物的接触面积,反应速率加快为主要因素,
故答案为:熔融后增大了反应物的接触面积;
(3)NaFeO2强烈水解,生成氢氧化铁沉淀,根据质量守恒可知还应有NaOH,化学方程式为:NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH,
故答案为:NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH;
(4)步骤③的目的:将滤液1在130℃蒸发1小时,冷却到结晶,比较所得实验数据,40℃,此时Na2CrO4粗晶中得到的Na2CrO4•4H2O含量最高,
故答案为:40;
(5)滤液1含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaOH、NaAlO2,再调节溶液的pH,使偏铝酸盐完全转化为氢氧化铝沉淀,硅酸盐完全转化为H2SiO3 (或H4SiO4 )沉淀,滤液为Na2CrO4,分离出Na2CrO4;
故答案为:Al(OH)3、H2SiO3 (或H4SiO4 );
(6)最终得到m2kg红矾钠(Na2Cr2O7),含铬n(Cr)=×2,则该铬铁矿中铬元素的质量分数为:
×52=
,
故答案为:;
下列有关除杂质(括号中为杂质)的操作中,错误的是( )
正确答案
解析
解:A.蚁酸是有机酸,能与碳酸钠反应生成二氧化碳和蚁酸钠和水,福尔马林(甲醛溶液)中的溶质不与碳酸钠反应.甲醛易挥发,而盐类不挥发,所以用蒸馏法就能除杂,故A正确;
B、乙醛被氧化生成乙酸,与乙醇互溶,过滤取溶液不能得到纯净的乙醇,故B错误;
C、苯中混有苯酚,加入NaOH后生成可溶于水的苯酚钠,然后用分液的方法分离,故C正确;
D、乙酸乙酯(乙酸):加饱和碳酸钠溶液降低乙酸乙酯的溶解度,乙酸和碳酸钠反应生成乙酸钠二氧化碳和水,分液分离,故D正确;
故选:B.
(2013秋•东莞期末)某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现如图所示的物质之间的变化:
据此回答下列问题:
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是______.
(2)根据上述框图反应关系,写出下列B、D所含物质的化学式.固体B______;沉淀D______.
(3)写出①、②反应的离子方程式:①______;②______.
(4)以Fe2O3为原料,可制备FeCl2溶液,请写出有关的化学反应方程式,试剂任选______.
正确答案
解:某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,加水后经过滤分离可得溶液KAl(SO4)2和Al2O3、Fe2O3沉淀混合物C,加入NaOH溶液,NaOH和Al2O3反应生成NaAlO2,过滤后得到NaAlO2溶液,沉淀D为Fe2O3,加入盐酸得到FeCl3,NaAlO2溶液中加入适量盐酸,反应生成Al(OH)3和NaCl,Al(OH)3加热分解生成B为Al2O3,溶液E为K2SO4和(NH4)2SO4混合物,
(1)I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是过滤,故答案为:过滤;
(2)由以上分析可知B为Al2O3,D为Fe2O3,故答案为:Al2O3;Fe2O3;
(3)反应①为Al2O3和氢氧化钠的反应,离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,反应②为Al3+和氨水的反应,反应的离子方程式为Al3++3NH3、H2O=Al(OH)3↓+3 NH4+;
故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3 NH4+;
(4)以Fe2O3为原料,可制备FeCl2溶液,先用盐酸溶解得到氯化铁溶液,加入过量铁粉还原得到氯化亚铁,反应的化学方程式为:Fe2O3+6HCl=2 FeCl3+3 H2O;2FeCl3+Fe=3FeCl2 ;
故答案为:Fe2O3+6HCl=2 FeCl3+3 H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2 .
解析
解:某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,加水后经过滤分离可得溶液KAl(SO4)2和Al2O3、Fe2O3沉淀混合物C,加入NaOH溶液,NaOH和Al2O3反应生成NaAlO2,过滤后得到NaAlO2溶液,沉淀D为Fe2O3,加入盐酸得到FeCl3,NaAlO2溶液中加入适量盐酸,反应生成Al(OH)3和NaCl,Al(OH)3加热分解生成B为Al2O3,溶液E为K2SO4和(NH4)2SO4混合物,
(1)I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是过滤,故答案为:过滤;
(2)由以上分析可知B为Al2O3,D为Fe2O3,故答案为:Al2O3;Fe2O3;
(3)反应①为Al2O3和氢氧化钠的反应,离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,反应②为Al3+和氨水的反应,反应的离子方程式为Al3++3NH3、H2O=Al(OH)3↓+3 NH4+;
故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3 NH4+;
(4)以Fe2O3为原料,可制备FeCl2溶液,先用盐酸溶解得到氯化铁溶液,加入过量铁粉还原得到氯化亚铁,反应的化学方程式为:Fe2O3+6HCl=2 FeCl3+3 H2O;2FeCl3+Fe=3FeCl2 ;
故答案为:Fe2O3+6HCl=2 FeCl3+3 H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2 .
聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,广泛用于污水处理.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)制备聚铁和绿矾(FeSO4•7H2O),过程如图1:
(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是:______.
(2)实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如图2.装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→______→______→______→______→f.装置A中发生反应的化学方程式为______.
(3)制备绿矾时,向溶液X中加入过量______,充分反应后,经过滤操作得到溶液Y,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾.过滤所需的玻璃仪器有______.
(4)欲测定溶液Y中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制KMnO4标准溶液,用KMnO4标准溶液滴定时应选用______滴定管(填“酸式”或“碱式”).
(5)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数.若溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
正确答案
将气体通入品红溶液,溶液褪色,加热恢复原色
d
e
c
b
Cu+2H2SO4(浓)═CuSO4+SO2↑+2H2O
铁屑
烧杯、玻璃棒、漏斗
酸式
偏小
解析
解:制备聚铁和绿矾(FeSO4•7H2O)流程为:硫酸厂烧渣与硫酸、氧气反应,得到滤液X和不溶物(S、二氧化硅等)W;滤液X中进入铁粉生成硫酸亚铁溶液,硫酸亚铁溶液通过浓缩蒸发、冷却结晶得到绿矾;将滤液X通过调节pH获得溶液Z,在70~80℃条件下得到聚铁聚铁,最后得到聚铁,
(1)检验二氧化硫的一般方法是:将气体通入品红溶液中,如果品红褪色,加热后又恢复红色,证明有二氧化硫,
故答案为:将气体通入品红溶液,溶液褪色,加热恢复原色;
(2)收集二氧化硫应先干燥再收集,二氧化硫的密度比空气大,要从c口进气,最后进行尾气处理,所以按气流方向连接顺序为a→d→e→c→b→f;
装置A中铜与浓硫酸反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)═CuSO4+SO2↑+2H2O,
故答案为:d;e;c;b;Cu+2H2SO4(浓)═CuSO4+SO2↑+2H2O;
(3)因为在烧渣中加入了硫酸和足量氧气,故溶液Y中含有Fe3+,故应先加入过量的铁粉,然后过滤,过滤操作使用的仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗,
故答案为:铁屑;烧杯、玻璃棒、漏斗;
(4)KMnO4标准溶液具有强氧化性,腐蚀橡胶管,滴定时需要选择酸式滴定管,故答案为:酸式;
(5)聚铁的化学式为Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n,若溶液Z的pH偏小,则聚铁中生成的氢氧根的含量减少,据此计算的铁的含量减少,铁的质量分数偏小,
故答案为:偏小.
蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成.由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下:
(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,还含有的金属离子是______;
(2)进行Ⅰ操作时,控制溶液pH=7-8(有关氢氧化物沉淀的pH见右表),Ca(OH)2不能过量,若Ca(OH)2过量可能会导致______溶解.
(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料,先向沉淀物A中加入______ (填物质的化学式),然后______(依次填写实验操作名称).
正确答案
解:(1)蛇纹石加盐酸溶解,MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,以沉淀的形式除去,故答案为:Fe3+、Al3+;
(2)由(1)知,此时溶液中除了Mg2+外,还含有Fe3+、Al3+杂质,需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+,因Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+和Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,利用平衡移动的原理,消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动,除去Fe3+、Al3+,加Ca(OH)2需将溶液的pH控制在7~8,若pH过高,会导致生成的Al(OH)3发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O溶解,Mg(OH)2在pH为9.4时开始沉淀,所以碱性增强Mg(OH)2会沉淀,同时Mg2+也因转化为沉淀而损失,
故答案为:Al(OH)3;
(3)从实验步骤图知:沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3,红色氧化物是沉淀物Fe(OH)3分解后得到的Fe2O3,所以得先加碱把Al(OH)3除掉,反应为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,然后过滤洗涤灼烧即可;
故答案为:NaOH;过滤、洗涤、灼烧.
解析
解:(1)蛇纹石加盐酸溶解,MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,以沉淀的形式除去,故答案为:Fe3+、Al3+;
(2)由(1)知,此时溶液中除了Mg2+外,还含有Fe3+、Al3+杂质,需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+,因Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+和Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,利用平衡移动的原理,消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动,除去Fe3+、Al3+,加Ca(OH)2需将溶液的pH控制在7~8,若pH过高,会导致生成的Al(OH)3发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O溶解,Mg(OH)2在pH为9.4时开始沉淀,所以碱性增强Mg(OH)2会沉淀,同时Mg2+也因转化为沉淀而损失,
故答案为:Al(OH)3;
(3)从实验步骤图知:沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3,红色氧化物是沉淀物Fe(OH)3分解后得到的Fe2O3,所以得先加碱把Al(OH)3除掉,反应为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,然后过滤洗涤灼烧即可;
故答案为:NaOH;过滤、洗涤、灼烧.
亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业.它在碱性环境中稳定存在.工业设计生产NaClO2的主要流程如图1所示.
另附III离子交换膜电解池示意图图2.
(1)写出无隔膜电解槽阳极反应的电极反应式:______
(2)由离子交换膜电解池示意图分析A的化学式是______
(3)Ⅱ中反应的离子方程式是______
(4)设备Ⅲ在通电电解前,检验其溶液中主要阴离子的方法、步骤、现象是______.
正确答案
解:(1)根据工艺流程图无隔膜电解槽阳极发生氧化反应生成氯酸根离子,所以电极反应式为Cl-+3H2O-6e-=ClO3-+6H+,故答案为:Cl-+3H2O-6e-=ClO3-+6H+; (2)解槽电解Na2SO4溶液,可知气体a为O2,该极为阳极,OH-放电,c(H+)增大,SO42-移向该极,所以A为硫酸溶液,故答案为:H2SO4;
(3)Ⅱ中发生二氧化氯与双氧水在碱性条件下反应生成NaClO2和氧气,所以方程式为:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O,故答案为:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O;
(4)电解前Ⅲ中阴离子为SO42-,SO42-的检验方法:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有SO42-;
故答案为:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有SO42-.
解析
解:(1)根据工艺流程图无隔膜电解槽阳极发生氧化反应生成氯酸根离子,所以电极反应式为Cl-+3H2O-6e-=ClO3-+6H+,故答案为:Cl-+3H2O-6e-=ClO3-+6H+; (2)解槽电解Na2SO4溶液,可知气体a为O2,该极为阳极,OH-放电,c(H+)增大,SO42-移向该极,所以A为硫酸溶液,故答案为:H2SO4;
(3)Ⅱ中发生二氧化氯与双氧水在碱性条件下反应生成NaClO2和氧气,所以方程式为:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O,故答案为:2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2+2H2O;
(4)电解前Ⅲ中阴离子为SO42-,SO42-的检验方法:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有SO42-;
故答案为:取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有SO42-.
(2013•惠州模拟)电镀污泥中含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质,工业上通过“中温焙烧-钠氧化法”回收Na2Cr2O7等物质.
已知:水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2[也可表示为NaAl(OH)4]、Na2ZnO2等物质.
(1)水浸后回收Cu、Ni时的操作是______.水浸后的溶液呈______性(“酸”、“碱”、“中”).
(2)完成氧化焙烧过程中生成Na2CrO4的化学方程式
______Cr(OH)3+______Na2CO3+______O2______Na2CrO4+______ CO2+______H2O
(3)滤渣Ⅱ的主要成分有Zn(OH)2、______.
(4)已知:①除去滤渣II后,溶液中存在如下反应:CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O;②Na2Cr2O7、Na2CrO4在不同温度下的溶解度如下表
“系列操作”中为:继续加入H2SO4,______冷却结晶,过滤.继续加入H2SO4目的是______.
(5)工业上还可以在水浸过滤后的溶液(Na2CrO4)加入适量H2SO4,用石墨做电极电解生产金属铬,写出生成铬的电极反应方程式______.
正确答案
解:以含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质的电镀污泥为原料,烘干后加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+6H2O+4CO2,Al2O3+Na2CO3
Na2AlO3+CO2↑,ZnO++Na2CO3
Na2ZnO2+CO2↑,水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO,滤液为Na2CrO4,NaAlO2、Na2ZnO2等,调节溶液PH沉淀ZnO22-离子和偏铝酸根离子,过滤得到滤液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液,通过提纯得到重铬酸钠;
(1)CuO、NiO为难溶物,溶液中含有Na2CrO4,NaAlO2、Na2ZnO2等,通过水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO,回收Cu、Ni;水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等都为强碱弱酸盐,水解呈碱性,
故答案为:过滤;碱性;
(2)氧化焙烧过程中有氧气参加反应,根据质量守恒可知还应生成水,反应的方程式为4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O,
故答案为:4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O;
(3)Zn(OH)2、Al(OH)3具有两性,水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物质,加入硫酸调节溶液的pH可得到Zn(OH)2、Al(OH)3沉淀,
故答案为:Al(OH)3;
(4)水浸后溶液中存在Na2CrO4,加入硫酸发生CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,加入硫酸可使平衡向正反应方向移动,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得到晶体,
故答案为:蒸发浓缩;促进平衡CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O向正反应方向移动,尽可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7;
(5)生成铬的电极发生还原反应,CrO42-得到电子生成Cr,反应的电解方程式为CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O,
故答案为:CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O;
解析
解:以含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质的电镀污泥为原料,烘干后加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+6H2O+4CO2,Al2O3+Na2CO3
Na2AlO3+CO2↑,ZnO++Na2CO3
Na2ZnO2+CO2↑,水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO,滤液为Na2CrO4,NaAlO2、Na2ZnO2等,调节溶液PH沉淀ZnO22-离子和偏铝酸根离子,过滤得到滤液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液,通过提纯得到重铬酸钠;
(1)CuO、NiO为难溶物,溶液中含有Na2CrO4,NaAlO2、Na2ZnO2等,通过水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO,回收Cu、Ni;水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等都为强碱弱酸盐,水解呈碱性,
故答案为:过滤;碱性;
(2)氧化焙烧过程中有氧气参加反应,根据质量守恒可知还应生成水,反应的方程式为4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O,
故答案为:4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O;
(3)Zn(OH)2、Al(OH)3具有两性,水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物质,加入硫酸调节溶液的pH可得到Zn(OH)2、Al(OH)3沉淀,
故答案为:Al(OH)3;
(4)水浸后溶液中存在Na2CrO4,加入硫酸发生CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,加入硫酸可使平衡向正反应方向移动,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得到晶体,
故答案为:蒸发浓缩;促进平衡CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O向正反应方向移动,尽可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7;
(5)生成铬的电极发生还原反应,CrO42-得到电子生成Cr,反应的电解方程式为CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O,
故答案为:CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O;
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程图如图所示,依据流程图,完成下列填空:
(1)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质.精制过程中所得沉渣的主要成份是______(填化学式);
(2)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂不可以是______(填选项字母序号):
A.Ba(HCO3)2 B.Ba(NO3)2 C.Ba(OH)2 D.BaCl2
(3)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为______ (选选项字母序号).
A.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
B.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
C.先加钡试剂,后加Na2CO3,再加NaOH
(4)通过离子交换膜电解饱和食盐水,与电源正极相连的电极应选择______电极(填“石墨”或“铁”);写出阴极发生的电极反应式______;
(5)阴极室通入的水中含有少量氢氧化钠,其目的是______;电解一段时间后,若两极共收集到2.24L气体(气体所处状态为标准状态且不考虑气体在水中的溶解)试计算导线上转移的电子数为______NA.
正确答案
CaCO3、Mg(OH)2
B
AC
石墨
H2O+2e-=H2↑+2OH-
增大离子浓度,增强导电能力
0.1
解析
解:(1)Ca2+、Mg2+等杂质与碳酸钠、NaOH反应的离子反应分别为:Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓,所以沉渣的成分为:CaCO3、Mg(OH)2,
故答案为:CaCO3、Mg(OH)2;
(2)添加钡试剂除去SO42-,注意不能引入新的杂质,选Ba(NO3)2会引入杂质硝酸根离子,其中B.Ba(NO3)2会引进难以除去杂质硝酸根离子,而A.Ba(HCO3)2 C.Ba(OH)2 D.BaCl2,可以加入碳酸钠和盐酸除去剩余杂质,所以不能选用的为B,
故答案为:B;
(3)有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,应注意碳酸钠在钡试剂之后,是为除去过量的钡离子,所以可先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3,也可以先加钡试剂,后加Na2CO3,再加NaOH,所以AC正确,
故答案为:AC;
(4)电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为为:2Cl--2e-=Cl2↑,则正极材料必须为惰性电极,可以为石墨,不能用铁做正极;电解池中阴极水电离的氢离子得到电子生成氢气,电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,
故答案为:石墨;2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(5)阴极室通入的水中含有少量氢氧化钠,可以增大离子浓度,增强溶液的导电能力;
电解饱和食盐水生成氢氧化纳、氢气和氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,标况下2.24L气体的物质的量为:
=0.1mol,根据反应可知,生成氢气和氢气的物质的量各为0.05mol,生成0.05mol氯气转移0.1mol电子,转移的电子为:0.1NA,
故答案为:增大离子浓度,增强导电能力;0.1.
(2012秋•湖北校级期中)碘酸钾是一种白色结晶粉末,无臭无味,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碘,在碱性介质中,碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾.碘酸钾在常温下稳定,加热至560℃开始分解.工业生产碘酸钾的流程如下,在反应器中发生反应的化学方程式为:6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2
试回答下列问题:
(1)步骤①反应器发生的反应中,化学方程式中转移电子总数为______;
(2)步骤②中,用硝酸而不用HI,其原因可能是______;
(3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气,排出氯气的原因为______;
(4)步骤⑧用氢氧化钾调节溶液的pH,反应的化学方程式为:______;
(5)参照下表碘酸钾的溶解度,步骤11得到碘酸钾晶体,你建议的方法是______.
正确答案
解:(1)I2是还原剂被氧化为KH(IO3)2,KClO3是氧化剂被还原为KCl、Cl2,生成两种还原产物所得电子数目相同,反应方程式6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2中,I元素由I2中0价升高到KH(IO3)2中+5价,所以每个I原子失去5个电子,所以1molI2失去10mol电子,所以6molI2完全反应,则该反应中转移电子的数目为60NA,故答案为:60NA;
(2)步骤中产生氯气,需要将氯气排出反应体系,加入硝酸的目的是制造酸性环境,促进氯气从反应体系中逸出,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原,所以用硝酸不用氢碘酸,故答案为:HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原;
(3)由题中信息可知,在碱性条件下碘酸钾能被氯气氧化为高碘酸钾,所以应将氯气排出,故答案为:Cl2能将KIO3氧化成KIO4;
(4)碘酸氢钾具有酸性,可以和强碱氢氧化钾发生反应,即KOH+KH(IO3)2=2KIO3+H2O,故答案为:KOH+KH(IO3)2=2KIO3+H2O;
(5)根据图表可知碘酸钾的溶解度随温度的变化不大,因此,需要用蒸发结晶的方法得到碘酸钾晶体,故答案为:蒸发结晶.
解析
解:(1)I2是还原剂被氧化为KH(IO3)2,KClO3是氧化剂被还原为KCl、Cl2,生成两种还原产物所得电子数目相同,反应方程式6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2中,I元素由I2中0价升高到KH(IO3)2中+5价,所以每个I原子失去5个电子,所以1molI2失去10mol电子,所以6molI2完全反应,则该反应中转移电子的数目为60NA,故答案为:60NA;
(2)步骤中产生氯气,需要将氯气排出反应体系,加入硝酸的目的是制造酸性环境,促进氯气从反应体系中逸出,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原,所以用硝酸不用氢碘酸,故答案为:HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原;
(3)由题中信息可知,在碱性条件下碘酸钾能被氯气氧化为高碘酸钾,所以应将氯气排出,故答案为:Cl2能将KIO3氧化成KIO4;
(4)碘酸氢钾具有酸性,可以和强碱氢氧化钾发生反应,即KOH+KH(IO3)2=2KIO3+H2O,故答案为:KOH+KH(IO3)2=2KIO3+H2O;
(5)根据图表可知碘酸钾的溶解度随温度的变化不大,因此,需要用蒸发结晶的方法得到碘酸钾晶体,故答案为:蒸发结晶.
(2013秋•忻府区校级期中)一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3•CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中.从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如图1:
(1)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为______.
(2)过程II中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴.则浸出钴的离子反应方程式为(产物中只有一种酸根)______.请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因______.
(3)碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同,请分别用离子方程式表示在过程III、IV中起的作用:
______;______.
(4)某天然碱的化学式可表示为2Na2CO3•NaHCO3•2H2O,取少量该物质溶于水得稀溶液P.下列有关溶液P中微粒的物质的量浓度关系正确的是______(填序号).
A.c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
C.3c(Na+)>5c(CO32-)+5c(HCO3-)
D.将P溶液与少量NaOH溶液混合:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
(5)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液.CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水.图2是粉红色的CoCl2•6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,A物质的化学式是______.
正确答案
解:制备氧化钴的大致流程为:制备流程为:废料用碱液溶解,过滤得到偏铝酸钠溶液和钴渣;用硫酸溶解钴渣,发生反应:4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O,得到含有钴离子的溶液,然后调节溶液pH并用碳酸钠溶液除去杂质铝离子,得到较纯净的含有钴离子的溶液,再加入碳酸钠、调节溶液的pH将钴离子转化成碳酸钴沉淀,最后灼烧碳酸钴得到氧化钴,
(1)铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子反应方程式为:2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑;
(2)Co3O4和Na2S2O3在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO4、Na2SO4和H2O,反应方程式为:4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O,改写成离子方程式为:4Co2O3•CoO+S2O3 2-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O,
盐酸具有还原性,能被Co2O3•CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境,所以不用盐酸,
故答案为:4Co2O3•CoO+S2O3 2-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O;Co2O3•CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境;
(3)碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,反应的两种方式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀为CoCO3,反应的离子方程式为:Co2++CO32-=CoCO3↓,
故答案为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;Co2++CO32-=CoCO3↓;
(4)A.碳酸根离子水解、碳酸氢根离子水解程度大于电离程度导致溶液中碱性,所以c(OH-)>c(H+),碳酸根离子、碳酸氢根离子水解程度都较小,所以溶液中存在c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;
B.溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),存在物料守恒3c(Na+)=5c(CO32-)+5c(HCO3-)+5c(H2CO3),则3c(OH-)=3c(H+)+2c(HCO3-)+5c(H2CO3)+2c(CO32-),故B错误;
C.根据物料守恒可得:3c(Na+)=5c(CO32-)+5c(HCO3-)+5c(H2CO3),所以3c(Na+)>5c(CO32-)+5c(HCO3-),故C正确;
D.溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),故D正确;
故答案为:ACD;
(5)根据图象曲线变化可知,CoCl2•6H2O~CoCl2
238 130
m 65mg
则:=
,
解得:m=119mg,
设A物质的化学式为CoCl2•nH2O,则有:
CoCl2•6H2O~CoCl2•nH2O△m
238 18(6-n)
119mg 119mg-83mg
则:=
,
解得:n=2,
所以A物质的化学式为:CoCl2•2H2O,
故答案为:CoCl2•2H2O.
解析
解:制备氧化钴的大致流程为:制备流程为:废料用碱液溶解,过滤得到偏铝酸钠溶液和钴渣;用硫酸溶解钴渣,发生反应:4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O,得到含有钴离子的溶液,然后调节溶液pH并用碳酸钠溶液除去杂质铝离子,得到较纯净的含有钴离子的溶液,再加入碳酸钠、调节溶液的pH将钴离子转化成碳酸钴沉淀,最后灼烧碳酸钴得到氧化钴,
(1)铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子反应方程式为:2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O=+2AlO2-+3H2↑;
(2)Co3O4和Na2S2O3在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO4、Na2SO4和H2O,反应方程式为:4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O,改写成离子方程式为:4Co2O3•CoO+S2O3 2-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O,
盐酸具有还原性,能被Co2O3•CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境,所以不用盐酸,
故答案为:4Co2O3•CoO+S2O3 2-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O;Co2O3•CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境;
(3)碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,反应的两种方式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH,提供CO32-,使Co2+沉淀为CoCO3,反应的离子方程式为:Co2++CO32-=CoCO3↓,
故答案为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;Co2++CO32-=CoCO3↓;
(4)A.碳酸根离子水解、碳酸氢根离子水解程度大于电离程度导致溶液中碱性,所以c(OH-)>c(H+),碳酸根离子、碳酸氢根离子水解程度都较小,所以溶液中存在c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;
B.溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),存在物料守恒3c(Na+)=5c(CO32-)+5c(HCO3-)+5c(H2CO3),则3c(OH-)=3c(H+)+2c(HCO3-)+5c(H2CO3)+2c(CO32-),故B错误;
C.根据物料守恒可得:3c(Na+)=5c(CO32-)+5c(HCO3-)+5c(H2CO3),所以3c(Na+)>5c(CO32-)+5c(HCO3-),故C正确;
D.溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),故D正确;
故答案为:ACD;
(5)根据图象曲线变化可知,CoCl2•6H2O~CoCl2
238 130
m 65mg
则:=
,
解得:m=119mg,
设A物质的化学式为CoCl2•nH2O,则有:
CoCl2•6H2O~CoCl2•nH2O△m
238 18(6-n)
119mg 119mg-83mg
则:=
,
解得:n=2,
所以A物质的化学式为:CoCl2•2H2O,
故答案为:CoCl2•2H2O.
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