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简答题

(2013秋•龙海市月考)用含有A12O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰制备A12(SO43•18H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):

(1)滤渣a可用于制造______

(2)请将MnO4-氧化Fe2+的离子方程式补充完整:

若反应中转移了2mol电子,则消耗氧化剂的物质的量为______mol.

(3)已知生成氢氧化物沉淀的pH如下:

调节溶液pH约为3的目的是:______

(4)取少量滤渣C于试管中,加入适量的双氧水,产生能使带火星小木条复燃的气体,说明滤渣C的主要成分是______.请写出加入MnSO4时所发生反应的离子方程式:______

(5)A12(SO43•18H2O溶于水溶液呈酸性的原因:______.(用离子方程式表示)

正确答案

解:含有A12O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰加过量稀硫酸溶解,A12O3、FeO•xFe2O3与硫酸反应生成硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁的混合溶液,过滤得滤渣a为二氧化硅,滤液a加过量KMnO4溶液,将二价铁氧化成三价铁,再调节溶液的pH使三价铁沉淀,而铝离子不沉淀,操作2再过滤的滤渣b为氢氧化铁沉淀,滤液b主要含三价铝离子和过量的高锰酸根,再加入硫酸锰还原过量的高锰酸根,操作3再过滤得到滤液c,再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到粗产品;

(1)根据以上分析,滤渣a为二氧化硅,主要用作制作光导纤维,故答案为:光导纤维;

(2)MnO4-氧化Fe2+,Mn元素的化合价由+7价降低为+2价为氧化剂,Fe元素的化合价由+2价升高为+3价为还原剂,由电子、电荷守恒及原子守恒可知,反应为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,若反应中转移了2mol电子,则消耗氧化剂的物质的量为=0.4mol,故答案为:5;8H+;5;4H2O;0.4mol;

(3)向滤液中加入过量KMnO4溶液,目的是氧化亚铁离子为三价铁离子,依据图表数据分析可知,铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液PH为1.5--2.8,铝离子和亚铁离子开始沉淀的溶液PH大于3,所以调节溶液的pH约为3,可以使铁离子全部沉淀,铝离子不沉淀分离;

故答案为:pH约为3时,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀;

(4)根据取少量滤渣C于试管中,加入适量的双氧水,产生能使带火星小木条复燃的气体即氧气,所以滤渣C主要是二氧化锰催化双氧水分解生成氧气;IV中加入MnSO4,与MnO4-发生氧化还原反应生成二氧化锰,发生的离子方程式为:2 MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2+4 H+,故答案为:MnO2;2 MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2+4 H+

(5)A12(SO43•18H2O溶于水溶液呈酸性的原因铝离子水解反应生成氢离子,离子方程式为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3 H+

故答案为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3 H+

解析

解:含有A12O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰加过量稀硫酸溶解,A12O3、FeO•xFe2O3与硫酸反应生成硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁的混合溶液,过滤得滤渣a为二氧化硅,滤液a加过量KMnO4溶液,将二价铁氧化成三价铁,再调节溶液的pH使三价铁沉淀,而铝离子不沉淀,操作2再过滤的滤渣b为氢氧化铁沉淀,滤液b主要含三价铝离子和过量的高锰酸根,再加入硫酸锰还原过量的高锰酸根,操作3再过滤得到滤液c,再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到粗产品;

(1)根据以上分析,滤渣a为二氧化硅,主要用作制作光导纤维,故答案为:光导纤维;

(2)MnO4-氧化Fe2+,Mn元素的化合价由+7价降低为+2价为氧化剂,Fe元素的化合价由+2价升高为+3价为还原剂,由电子、电荷守恒及原子守恒可知,反应为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,若反应中转移了2mol电子,则消耗氧化剂的物质的量为=0.4mol,故答案为:5;8H+;5;4H2O;0.4mol;

(3)向滤液中加入过量KMnO4溶液,目的是氧化亚铁离子为三价铁离子,依据图表数据分析可知,铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液PH为1.5--2.8,铝离子和亚铁离子开始沉淀的溶液PH大于3,所以调节溶液的pH约为3,可以使铁离子全部沉淀,铝离子不沉淀分离;

故答案为:pH约为3时,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀;

(4)根据取少量滤渣C于试管中,加入适量的双氧水,产生能使带火星小木条复燃的气体即氧气,所以滤渣C主要是二氧化锰催化双氧水分解生成氧气;IV中加入MnSO4,与MnO4-发生氧化还原反应生成二氧化锰,发生的离子方程式为:2 MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2+4 H+,故答案为:MnO2;2 MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2+4 H+

(5)A12(SO43•18H2O溶于水溶液呈酸性的原因铝离子水解反应生成氢离子,离子方程式为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3 H+

故答案为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3 H+

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空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一.其工艺流程如下:

(1)步骤④的离子反应方程式为______

(2)溴微溶于水,步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,它们的相对密度相差较大.分离出液溴的实验室方法为______

(3)步骤⑥如果在实验室中进行,需用到的玻璃仪器有______

(4)工业生产不直接蒸馏含溴的海水得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”,原因是______

(5)苦卤水还可以用于制取金属镁,用化学方程式表示从苦卤水制取金属镁的反应原理______

正确答案

解:(1)因SO2和氯气、水反应生成硫酸和氢溴酸:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-

(2)因液溴与溴水不相溶,用分液漏斗分离,故答案为:分液;

(3)蒸馏使用到的玻璃仪器有:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管),故答案为:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管);

(4)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,产量低,应经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程进行富集,

故答案为:氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的富集过程;

(5)苦卤用来制取金属镁的过程为:镁离子氢氧化镁 氯化镁溶液氯化镁晶体→金属镁,其中涉及的化学方程式为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,

故答案为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑.

解析

解:(1)因SO2和氯气、水反应生成硫酸和氢溴酸:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-

(2)因液溴与溴水不相溶,用分液漏斗分离,故答案为:分液;

(3)蒸馏使用到的玻璃仪器有:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管),故答案为:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管);

(4)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,产量低,应经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程进行富集,

故答案为:氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的富集过程;

(5)苦卤用来制取金属镁的过程为:镁离子氢氧化镁 氯化镁溶液氯化镁晶体→金属镁,其中涉及的化学方程式为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,

故答案为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑.

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铁、铜单质及其化合物应用范围很广.现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2•2H2O),为制取纯净的CuCl2•2H2O,首先将其制成水溶液,然后按如图步骤进行提纯:

已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH,见表:

请回答下列问题:

(1)加入氧化剂的目的是______

(2)最适合作氧化剂X的是______

A.K2Cr2O7    B.NaClO     C.H2O2    D.KMnO4

(3)加入的物质Y是______

(4)若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的?______(填“能”或“不能”).若不能,试解释原因______

(5)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2•2H2O晶体?______(填“能”或“不能”).若能,不用回答;若不能,回答该如何操作?______

(6)若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙,产生的现象是______

正确答案

解:根据流程图,氯化亚铁和氯化铜的混合液中,加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子,调节pH可以将铁离子沉淀,得到氯化铜的水溶液,然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体,

(1)根据实验目的,加入氧化剂的目的是将Fe2+氧化成Fe3+,便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离,故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+,便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离;

(2)K2Cr2O7、NaClO、H2O2、KMnO4都具有氧化性,能将亚铁离子氧化,但是K2Cr2O7、NaClO、KMnO4能引进新的杂质离子,双氧水是绿色氧化剂,得到的还原产物是水,不会引进杂质离子,故答案为:C;

(3)中和溶液的酸性,调节pH,将铁离子沉淀,铜离子不沉淀,可以加入CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以],故答案为:CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以];

(4)铁离子和铜离子都能和碱之间反应得到沉淀,若不用物质Y,而是直接用碱能不能达到目的,故答案为:不能,加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀;

(5)铜离子水解溶液显示酸性,加热蒸干硫酸铜溶液得到的是氢氧化铜,为防止水解,应该在HCl气流中蒸干,故答案为:不能;应在HCl气流中加热蒸发结晶;

(6)氯化铁和氯化铜的混合液显示酸性,若向溶液中加入碳酸钙,碳酸钙溶解,产生二氧化碳气泡,溶液的酸性减弱,铁离子会形成沉淀,故答案为:碳酸钙溶解,产生气泡和红褐色沉淀.

解析

解:根据流程图,氯化亚铁和氯化铜的混合液中,加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子,调节pH可以将铁离子沉淀,得到氯化铜的水溶液,然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体,

(1)根据实验目的,加入氧化剂的目的是将Fe2+氧化成Fe3+,便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离,故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+,便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离;

(2)K2Cr2O7、NaClO、H2O2、KMnO4都具有氧化性,能将亚铁离子氧化,但是K2Cr2O7、NaClO、KMnO4能引进新的杂质离子,双氧水是绿色氧化剂,得到的还原产物是水,不会引进杂质离子,故答案为:C;

(3)中和溶液的酸性,调节pH,将铁离子沉淀,铜离子不沉淀,可以加入CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以],故答案为:CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以];

(4)铁离子和铜离子都能和碱之间反应得到沉淀,若不用物质Y,而是直接用碱能不能达到目的,故答案为:不能,加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀;

(5)铜离子水解溶液显示酸性,加热蒸干硫酸铜溶液得到的是氢氧化铜,为防止水解,应该在HCl气流中蒸干,故答案为:不能;应在HCl气流中加热蒸发结晶;

(6)氯化铁和氯化铜的混合液显示酸性,若向溶液中加入碳酸钙,碳酸钙溶解,产生二氧化碳气泡,溶液的酸性减弱,铁离子会形成沉淀,故答案为:碳酸钙溶解,产生气泡和红褐色沉淀.

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某化学兴趣小组以含铁的废铝为原料制备硫酸铝晶体,设计如图1的实验方案:

请回答以下问题:

(1)上述实验中多次用到过滤操作,该操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、____________

(2)步骤③中发生反应的离子方程式为:______

(3)评价步骤②的操作中难以控制之处______,请你提出一个合理而比较容易操作的实验方案(药品可任选)______

(4)步骤①中使用的NaOH溶液以4mol/L为宜.某同学称量mgNaOH固体配制V mL 4mol/L的NaOH溶液,下面是该同学配制过程的示意图2,其操作中错误的是(填操作序号)______

正确答案

解:(1)过滤实验用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒,

故答案为:漏斗、玻璃棒;

(2)氢氧化铝能与酸反应生成铝离子:Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O,

故答案为:Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O;

(3)偏铝酸钠和少量的酸反应会生成氢氧化铝沉淀,酸稍过量,沉淀会溶解,但是让溶液的pH=8~9难以控制,可以向偏铝酸钠中通入过量CO2气体来制取氢氧化铝,

故答案为:使溶液的p H=8~9难以控制;通入过量CO2气体;

(4)①氢氧化钠易潮解,应在小烧杯中称量,故①错误;④在移液时,要用玻璃棒来引流,故④错误;⑤定容时视线要和刻度线相平,不能俯视和仰视,故⑤错误,

故答案为:①④⑤.

解析

解:(1)过滤实验用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒,

故答案为:漏斗、玻璃棒;

(2)氢氧化铝能与酸反应生成铝离子:Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O,

故答案为:Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O;

(3)偏铝酸钠和少量的酸反应会生成氢氧化铝沉淀,酸稍过量,沉淀会溶解,但是让溶液的pH=8~9难以控制,可以向偏铝酸钠中通入过量CO2气体来制取氢氧化铝,

故答案为:使溶液的p H=8~9难以控制;通入过量CO2气体;

(4)①氢氧化钠易潮解,应在小烧杯中称量,故①错误;④在移液时,要用玻璃棒来引流,故④错误;⑤定容时视线要和刻度线相平,不能俯视和仰视,故⑤错误,

故答案为:①④⑤.

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简答题

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,某同学实设计的回收利用方案如下:

(1)气体X的化学式是______

(2)检验滤液D是否含有Fe3+的最佳试剂为______(填序号)

A、KMnO4       B、NaOH         C、氯水        D、KSCN

(3)若要从滤液D得到绿矾晶体,必须进行的实验操作步骤:______、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有______(填序号)

A.蒸发皿        B.石棉网        C.烧杯        D.玻璃棒

(4)写出反应①的离子方程式______

(5)试剂Y应该是一种______(填“氧化剂”或“还原剂”),它不可能是______

A、H2O2         B、H2S   C、O2          D、铁单质

(6)浓硝酸可以溶解铜,也可以溶解上述合金.若固体未完全溶解,则滤液D中Fe元素将以______(填“Fe3+”或“Fe2+”)离子形式存在.

正确答案

解:Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2,Cu和Fe与NaOH溶液不反应,所以滤液A中含有NaAlO2,滤渣B是Cu和Fe,B和稀硫酸混合,Fe和稀硫酸反应生成FeSO4,Cu和稀硫酸不反应,所以滤渣E是Cu,D中含有FeSO4,Cu和稀硫酸、试剂Y生成硫酸铜,Y是强氧化剂,且不能引进新的杂质,为H2O2,NaAlO2和CO2反应生成Al(OH)3,所以C是Al(OH)3,Al(OH)3和稀盐酸反应生成AlCl3,溶液F中含有AlCl3

(1)通过以上知,气体X的化学式是CO2;NaAlO2和过量CO2反应生成Al(OH)3和NaHCO3,故答案为:CO2

(2)铁离子和KSCN溶液反应生成血红色溶液,亚铁离子和KSCN溶液不反应,所以检验滤液D是否含有Fe3+的最佳试剂KSCN,故选D;

(3)若要从滤液D得到绿矾晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中用蒸发皿蒸发、用玻璃棒搅拌,在过滤中用玻璃棒引流、用烧杯盛放溶液,所以没有用到的仪器有石棉网,故选B,

故答案为:蒸发;B;

(4)氢氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水,所以反应①的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,故答案为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;

(5)试剂Y应该是一种氧化剂,能将铜氧化为铜离子,所以它不可能是H2S或Fe,故选BD,故答案为:氧化剂;BD;

(6)浓硝酸可以溶解铜,也可以溶解上述合金,若固体未完全溶解,说明溶液中没有铁离子,则滤液D中Fe元素将以Fe2+离子形式存在,故答案为:Fe2+

解析

解:Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2,Cu和Fe与NaOH溶液不反应,所以滤液A中含有NaAlO2,滤渣B是Cu和Fe,B和稀硫酸混合,Fe和稀硫酸反应生成FeSO4,Cu和稀硫酸不反应,所以滤渣E是Cu,D中含有FeSO4,Cu和稀硫酸、试剂Y生成硫酸铜,Y是强氧化剂,且不能引进新的杂质,为H2O2,NaAlO2和CO2反应生成Al(OH)3,所以C是Al(OH)3,Al(OH)3和稀盐酸反应生成AlCl3,溶液F中含有AlCl3

(1)通过以上知,气体X的化学式是CO2;NaAlO2和过量CO2反应生成Al(OH)3和NaHCO3,故答案为:CO2

(2)铁离子和KSCN溶液反应生成血红色溶液,亚铁离子和KSCN溶液不反应,所以检验滤液D是否含有Fe3+的最佳试剂KSCN,故选D;

(3)若要从滤液D得到绿矾晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中用蒸发皿蒸发、用玻璃棒搅拌,在过滤中用玻璃棒引流、用烧杯盛放溶液,所以没有用到的仪器有石棉网,故选B,

故答案为:蒸发;B;

(4)氢氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水,所以反应①的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,故答案为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;

(5)试剂Y应该是一种氧化剂,能将铜氧化为铜离子,所以它不可能是H2S或Fe,故选BD,故答案为:氧化剂;BD;

(6)浓硝酸可以溶解铜,也可以溶解上述合金,若固体未完全溶解,说明溶液中没有铁离子,则滤液D中Fe元素将以Fe2+离子形式存在,故答案为:Fe2+

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明矾石的组成和明矾相似,此外还含有Al2O3和少量的Fe2O3等杂质,它是制取钾肥和冶炼铝的重 要原料,其步骤如下:

回答下列问题:

(1)明矾石加入足量的稀氨水中浸出时发生反应的离子方程式为______

(2)沉淀物A中除含有Fe2O3外,还含有____________

(3)操作①的名称为______、冷却结晶、过滤.

(4)用14mol•L-1的浓氨水配制480mL 2mol•L‑1稀氨水:

①所用的容量瓶规格是______.②稀释浓氨水用的烧杯和玻璃棒如何洗涤?______

③下列操作对所配制的稀氨水浓度的影响(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

a.洗涤后的容量瓶中有少量蒸馏水:______

b.浓氨水量取后,所用的量筒用蒸馏水洗涤2〜3次,并将洗涤液转入容量瓶中:______

(5)确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法是______

(6)为测定钾氮复合肥中氮元素的质量分数,称取mg钾氮复合肥,加入足量的NaOH浓溶液加热,使产生的气体全部逸出,收集到的氨气折箅成标准状况下的体积为V mL.则钾氮复合肥中氮元素的质量分数为______(用含m、V的代数式表示).

正确答案

解:明矾石含有Al2O3和少量的Fe2O3等杂质,加足量的稀氨水,明矾石中的铝离子与氨水反应,过滤后沉淀A中含Al2O3、Fe2O3、Al(OH)3,溶液中含钾离子、硫酸根离子,操作①为蒸发结晶得到硫酸钾、硫酸铵晶体,Al2O3、Fe2O3,Al2O3、Fe2O3、Al(OH)3中加入氢氧化钠,Al2O3、Fe2O3与氢氧化钠不反应,氢氧化铝与氢氧化钠反应Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O,沉淀B为Al2O3、Fe2O3,滤液为NaAlO2溶液,通入足量的二氧化碳,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;氢氧化铝加热得到氧化铝,氧化铝电解得到铝.

(1)明矾石加入足量的稀氨水中浸出时发生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)杂质均不溶于氨水,铝离子与氨水反应生成沉淀,沉淀A中含Al2O3、Fe2O3、Al(OH)3

故答案为:Al2O3;Al(OH)3

(3)由上述分析可知,操作1为蒸发浓缩结晶得到硫酸钾晶体,

故答案为:蒸发浓缩;

(4)①配制480mL溶液,应选择500mL容量瓶,

故答案为:500mL容量瓶;

②稀释浓氨水用的烧杯和玻璃棒的洗涤方法:适量的蒸馏水沿着玻璃棒注入烧杯中,倾斜转动烧杯,洗涤烧杯内壁后将洗涤液转入容量瓶中,重复操作2~3次,

故答案为:取适量蒸馏水沿玻璃棒注入烧杯中,倾斜转动烧杯,洗涤烧杯内壁后将洗涤液转入容量瓶中,重复操作2~3次;

③a、定容时需加水,洗涤后的容量瓶中有少量蒸馏水,不会影响实验结果,

故答案为:无影响;

b、用量筒量取浓氨水后,用蒸馏水洗涤量筒并转移至容量瓶中,溶质增多,浓度偏大,

故答案为:偏大;

(5)确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法是焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,则含钾元素,

故答案为:焰色反应;

(6)足量的NaOH浓溶液加热,使产生的气体全部逸出,收集到的氨气折箅成标准状况下的体积为VmL,根据N元素守恒,则钾氮复合肥中氮元索的物质的量为mol,所以钾氮复合肥中氮元索的质量分数为×100%=%,

故答案为:%.

解析

解:明矾石含有Al2O3和少量的Fe2O3等杂质,加足量的稀氨水,明矾石中的铝离子与氨水反应,过滤后沉淀A中含Al2O3、Fe2O3、Al(OH)3,溶液中含钾离子、硫酸根离子,操作①为蒸发结晶得到硫酸钾、硫酸铵晶体,Al2O3、Fe2O3,Al2O3、Fe2O3、Al(OH)3中加入氢氧化钠,Al2O3、Fe2O3与氢氧化钠不反应,氢氧化铝与氢氧化钠反应Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O,沉淀B为Al2O3、Fe2O3,滤液为NaAlO2溶液,通入足量的二氧化碳,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;氢氧化铝加热得到氧化铝,氧化铝电解得到铝.

(1)明矾石加入足量的稀氨水中浸出时发生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)杂质均不溶于氨水,铝离子与氨水反应生成沉淀,沉淀A中含Al2O3、Fe2O3、Al(OH)3

故答案为:Al2O3;Al(OH)3

(3)由上述分析可知,操作1为蒸发浓缩结晶得到硫酸钾晶体,

故答案为:蒸发浓缩;

(4)①配制480mL溶液,应选择500mL容量瓶,

故答案为:500mL容量瓶;

②稀释浓氨水用的烧杯和玻璃棒的洗涤方法:适量的蒸馏水沿着玻璃棒注入烧杯中,倾斜转动烧杯,洗涤烧杯内壁后将洗涤液转入容量瓶中,重复操作2~3次,

故答案为:取适量蒸馏水沿玻璃棒注入烧杯中,倾斜转动烧杯,洗涤烧杯内壁后将洗涤液转入容量瓶中,重复操作2~3次;

③a、定容时需加水,洗涤后的容量瓶中有少量蒸馏水,不会影响实验结果,

故答案为:无影响;

b、用量筒量取浓氨水后,用蒸馏水洗涤量筒并转移至容量瓶中,溶质增多,浓度偏大,

故答案为:偏大;

(5)确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法是焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,则含钾元素,

故答案为:焰色反应;

(6)足量的NaOH浓溶液加热,使产生的气体全部逸出,收集到的氨气折箅成标准状况下的体积为VmL,根据N元素守恒,则钾氮复合肥中氮元索的物质的量为mol,所以钾氮复合肥中氮元索的质量分数为×100%=%,

故答案为:%.

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题型:简答题
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简答题

CaCO3广泛存在于自然界,是一种重要的化工原料.大理石主要成分为CaCO3,另外有少量的含硫化合物.实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体.下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥.

完成下列填空:

(1)用浓盐酸配制1:1(体积比)的稀盐酸(约6mol.L-1),应选用的仪器是______

a.烧杯    b.玻璃棒    c.量筒    d.容量瓶

(2)上述装置中,A是______ 溶液,NaHCO3溶液可以______

(3)上述装置中,B物质是______.用这个实验得到的气体测定CO2的相对分子质量,如果B物质失效,测定结果______ (填“偏高”、“偏低”或“不受影响”).

(4)一次性饭盒中石蜡(高级烷烃)和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一,测定溶出量的主要实验步骤设计如下:剪碎、称重→浸泡溶解→过滤→残渣烘干→冷却、称重→恒重.

为了将石蜡和碳酸钙溶出,应选用的试剂是______

a.氯化钠溶液    b.稀醋酸    c.稀硫酸   d 正已烷

(5)在溶出量测定实验中,为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量,应先溶出______ 理由是______

正确答案

解:(1)配制一定体积比的溶液时,应选用烧杯、玻璃棒和量筒,用量筒量出相同体积的浓盐酸和水,倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌加速溶解,故答案为:abc;

(2)根据实验所用药品,制得的气体中可能含有H2S、HCl和水蒸气;根据除杂的要求,除去H2S是可选用CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液;碳酸氢钠溶液用于吸收HCl气体或吸收酸性气体,故答案为:CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液;吸收HCl气体或吸收酸性气体;

(3)B是用来除去水份的,但这种干燥剂又不能与CO2反应所以是氯化钙;如果B中物质失效则二氧化碳中含有水,而水的相对分子质量小于二氧化碳,所以测定结果会偏低;故答案为:无水CaCl2;偏低;

(4)根据实验步骤,为将石蜡和碳酸钙溶出,因为醋酸和碳酸钙反应,稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙,可选用稀醋酸溶出碳酸钙,根据相似相容的原理,选择正己烷溶出石蜡;故答案为:bd;

(5)由于醋酸中的乙酸也是有机物,为防止石蜡损失,一般先溶出石蜡再溶出CaCO3,故答案为:石蜡;由于醋酸中的乙酸也是有机物,为防止石蜡损失,一般先溶出石蜡再溶出CaCO3

解析

解:(1)配制一定体积比的溶液时,应选用烧杯、玻璃棒和量筒,用量筒量出相同体积的浓盐酸和水,倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌加速溶解,故答案为:abc;

(2)根据实验所用药品,制得的气体中可能含有H2S、HCl和水蒸气;根据除杂的要求,除去H2S是可选用CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液;碳酸氢钠溶液用于吸收HCl气体或吸收酸性气体,故答案为:CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液;吸收HCl气体或吸收酸性气体;

(3)B是用来除去水份的,但这种干燥剂又不能与CO2反应所以是氯化钙;如果B中物质失效则二氧化碳中含有水,而水的相对分子质量小于二氧化碳,所以测定结果会偏低;故答案为:无水CaCl2;偏低;

(4)根据实验步骤,为将石蜡和碳酸钙溶出,因为醋酸和碳酸钙反应,稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙,可选用稀醋酸溶出碳酸钙,根据相似相容的原理,选择正己烷溶出石蜡;故答案为:bd;

(5)由于醋酸中的乙酸也是有机物,为防止石蜡损失,一般先溶出石蜡再溶出CaCO3,故答案为:石蜡;由于醋酸中的乙酸也是有机物,为防止石蜡损失,一般先溶出石蜡再溶出CaCO3

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题型:填空题
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填空题

普通钢中加入少量的钒(V))能极大地改善钢的弹性和强度,使钢材既耐高温又抗奇寒,因此它有“合金维生素“之称.‘T业上回收废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2)中钒的主要流程如下:

回答下列问题:

(1)滤渣l的主要成分是______

(2)步骤②中发生反应的离子方程式为______

(3)步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂)

VOSO4 +(水层)+2HA2(有机层)⇌VOA2(有机层)+H2SO4(水层),则步骤④中可选择硫酸作萃取剂的原因是______.萃取和反萃取在实验室 里用到的玻璃仪器有____________

(4)该工艺流程中,可以循环利用的物质除了氨气以外,还有______

(5)调节溶液pH,可将(VO2)SO4转变成NH4VO3沉淀;25℃时,当PH 为1.7~1.8 时,钒沉淀率为98.8%;假设其它各步反应都完全进行,已知KC1O3 的还原产物是KCl,若每消耗1moi KC1O3,理论上可回收金属钒______g(计算结果保留一位小数)

正确答案

V2O5、SiO2

V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O

加入硫酸使平衡向左移动,使VOSO4进入水层

分液漏斗

烧杯

有机萃取剂

302.3

解析

解:废钒催化剂的主要成分是V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2,废钒粉碎水浸后,V2O5和SiO2难溶于水,经过滤成为滤渣1,滤液中主要含有VOSO4、K2SO4,滤渣1加硫酸、亚硫酸钠是将钒废催化剂中V2O5转变成可溶于水的VOSO4,发生了氧化还原反应,反应为:V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O,过滤后得到滤液,主要成分是VOSO4,第一次过滤,滤液中主要含有VOSO4、K2SO4,两者合并,加入有机萃取剂,通过萃取,把剩余余酸和有机层分开,通过反萃取,把萃取剂和离子分开,加入氧化剂KClO3把VO2+氧化成VO3+,调节pH加入氨水,得到含钒的沉淀,灼烧得到V2O5和氨气,有机萃取剂和氨气再循环利用.

(1)废钒粉碎水浸后,V2O5和SiO2难溶于水,经过滤成为滤渣,

故答案为:V2O5、SiO2

(2)亚硫酸根具有还原性,酸性条件下,能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子,根据得失电子守恒和电荷守恒,离子反应方程式为:V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O,

故答案为:V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O;

(3)反萃取时分析平衡,VOSO4 +(水层)+2HA2(有机层)⇌VOA2(有机层)+H2SO4(水层),加入硫酸抑制平衡正向进行,使VOSO4进入水层;萃取和反萃取在实验室里用到的玻璃仪器名称叫分液漏斗、烧杯,

故答案为:加入硫酸使平衡向左移动,使VOSO4进入水层;分液漏斗、烧杯;

(4)分析流程图,物质参加反应,反应过程中又生成的物质,或重复利用的物质可以循环利用,流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用,

故答案为:有机萃取剂;

(5)氯元素化合价从+5→-1,化合价降低6,钒化合价从+4→+5,化合价升高1,二者最小公倍数为6,把变价元素配平,初步配平为:ClO3-+6VO2++H+→6VO3++Cl-+H2O,根据氧原子守恒确定H2O前系数为3,氢离子前系数为6,故配平后为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O,消耗1molKClO3时,生成6molVO2+,钒沉淀率为98.8%,根据原子守恒,m(V)=n(V)×M(V)×98.8%=6mol×51g/mol×98.8%≈302.3g,

故答案为:302.3;

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题型:简答题
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简答题

CoCl2•6H2O是制备钴酸锂电池用四氧化三钴粉末的主要原料,工业上利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Fe2O3、FeO、Al2O3等)制取CoCl2•6H2O的简化工艺流程如图所示:

(1)步骤1中三价钴转变为二价钴的离子反应方程式为:______

(2)步骤2中加入的NaClO3目的是______

(3)部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH情况如下:

步骤3中加入Na2CO3目的是除去铁和铝元素,其之所以可以除去铁和铝元素的原因是______.理论上,此步pH应该控制的范围是______

(4)操作1包括以下基本实验操作,它们是____________和过滤、洗涤、风干.

(5)已知:Ag++SCN-=AgSCN↓,为测定粗品中CoCl2•6H2O的含量,称取11.9克粗品溶于水配成100mL溶液,从中取出25.00mL,先加入含AgNO30.03mol的溶液(杂质不反应),过量的AgNO3用0.50mol•L-1的KSCN溶液滴定,该滴定所用指示剂为______;若消耗KSCN溶液20.00mL则该粗品中CoCl2•6H2O的质量含量为______

正确答案

解:(1)向水钴矿水钴矿(主要成分为Co2O3、Fe2O3、FeO、Al2O3等),加入硫酸和亚硫酸钠,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原,根据电荷守恒和得失电子守恒,反应的离子方程式为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,

故答案为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;

(2)NaClO3具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,其发生反应的离子方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,铁离子水解生成氢氧化铁,方便利用水解除去铁离子,同时为溶液提供氯离子,

故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+,方便利用水解除去铁离子,同时为溶液提供氯离子;

(3)根据流程图可知,此时溶液中存在Fe3+、Al3+、Co2+金属离子,Fe3+、Al3+水解:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,步骤3中加入Na2CO3,CO32-与H+反应消耗H+,促使Fe3+、Al3+水解平衡右移,由金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH情况可知,调节溶液PH在5.4≤PH<7.6之间,可使Fe3+、Al3+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀,

故答案为:CO32-与H+反应消耗H+,促使Fe3+、Al3+水解平衡右移,生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而将其除去;5.4≤PH<7.6;

(4)利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体,其操作步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶和过滤,

故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;

(5)Fe3+遇SCN-溶液变为血红色,可作为检验Fe3+的特征试剂,为不引入杂质离子,所以该反应可用Fe(NO33作为滴定的指示剂,过量的AgNO3用0.50mol•L-1的KSCN溶液滴定,消耗KSCN溶液20.00mL,则过量的硝酸银为n=cv=0.5mol/L×0.02L=0.01mol,先加入含AgNO30.03mol的溶液(杂质不反应),则与CoCl2•6H2O反应的硝酸银的物质的量为:0.03mol-0.01mol=0.02mol,设25.00mLCoCl2•6H2O溶液中含有CoCl2物质的量为x,

根据      CoCl2•6H2O~2AgCl~2AgNO3

            1                  2

            x                 0.02mol       x=0.01mol  m(CoCl2•6H2O)=nM=0.01mol×238g/mol=2.38g,

则粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数是 =80%,

故答案为:Fe(NO33;80%.

解析

解:(1)向水钴矿水钴矿(主要成分为Co2O3、Fe2O3、FeO、Al2O3等),加入硫酸和亚硫酸钠,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原,根据电荷守恒和得失电子守恒,反应的离子方程式为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,

故答案为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;

(2)NaClO3具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,其发生反应的离子方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,铁离子水解生成氢氧化铁,方便利用水解除去铁离子,同时为溶液提供氯离子,

故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+,方便利用水解除去铁离子,同时为溶液提供氯离子;

(3)根据流程图可知,此时溶液中存在Fe3+、Al3+、Co2+金属离子,Fe3+、Al3+水解:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,步骤3中加入Na2CO3,CO32-与H+反应消耗H+,促使Fe3+、Al3+水解平衡右移,由金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH情况可知,调节溶液PH在5.4≤PH<7.6之间,可使Fe3+、Al3+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀,

故答案为:CO32-与H+反应消耗H+,促使Fe3+、Al3+水解平衡右移,生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而将其除去;5.4≤PH<7.6;

(4)利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体,其操作步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶和过滤,

故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;

(5)Fe3+遇SCN-溶液变为血红色,可作为检验Fe3+的特征试剂,为不引入杂质离子,所以该反应可用Fe(NO33作为滴定的指示剂,过量的AgNO3用0.50mol•L-1的KSCN溶液滴定,消耗KSCN溶液20.00mL,则过量的硝酸银为n=cv=0.5mol/L×0.02L=0.01mol,先加入含AgNO30.03mol的溶液(杂质不反应),则与CoCl2•6H2O反应的硝酸银的物质的量为:0.03mol-0.01mol=0.02mol,设25.00mLCoCl2•6H2O溶液中含有CoCl2物质的量为x,

根据      CoCl2•6H2O~2AgCl~2AgNO3

            1                  2

            x                 0.02mol       x=0.01mol  m(CoCl2•6H2O)=nM=0.01mol×238g/mol=2.38g,

则粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数是 =80%,

故答案为:Fe(NO33;80%.

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题型:简答题
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简答题

某混合物A,含有KAl(SO42、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下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、E所含物质的化学式

固体B______;沉淀D______;溶液E_____________.

(3)写出①、②、④三个反应的离子方程式,不是离子反应的写出其化学方程式.

______;②______;④______

正确答案

解:由流程可知,Al2O3和Fe2O3不溶于水,则沉淀C为Al2O3和Fe2O3,氧化铁与碱不反应,则沉淀D为Fe2O3,反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3,受热分解生成B为Al2O3,反应②为KAl(SO42、氨水的反应,则溶液E为K2SO4、(NH42SO4、NH3.H2O,

(1))Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤,故答案为:过滤;

(2)由上述分析可知,B为Al2O3,D为Fe2O3,E为K2SO4、(NH42SO4、NH3.H2O,故答案为:Al2O3;Fe2O3;K2SO4;(NH42SO4、NH3.H2O;

(3)反应①为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,反应②为Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,反应④为2Al(OH)3Al2O3+3H2O,

故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;2Al(OH)3Al2O3+3H2O.

解析

解:由流程可知,Al2O3和Fe2O3不溶于水,则沉淀C为Al2O3和Fe2O3,氧化铁与碱不反应,则沉淀D为Fe2O3,反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3,受热分解生成B为Al2O3,反应②为KAl(SO42、氨水的反应,则溶液E为K2SO4、(NH42SO4、NH3.H2O,

(1))Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤,故答案为:过滤;

(2)由上述分析可知,B为Al2O3,D为Fe2O3,E为K2SO4、(NH42SO4、NH3.H2O,故答案为:Al2O3;Fe2O3;K2SO4;(NH42SO4、NH3.H2O;

(3)反应①为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,反应②为Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,反应④为2Al(OH)3Al2O3+3H2O,

故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;2Al(OH)3Al2O3+3H2O.

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