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题型:填空题
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填空题

(1)现有废铜屑和废硫酸,请从原料的利用率和环保的角度分析,设计一个制取胆矾(CuSO4•5H2O)的合理方案.(只用化学方程式说明)

第一步:______

第二步:______

第三步:过滤,加热浓缩,冷却结晶______

(2)有人建议用铜和稀硫酸混合在加热的条件下不断通入空气以制得硫酸铜溶液,请写出该反应的化学方程式______

(3)某课外研究小组,用铜粉通过不同的化学反应制取胆矾.其设计的实验过程为:

①铜粉经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,判断其中含有少量铜的方法是______

②由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径I相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是____________

正确答案

2Cu+O22CuO

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O

2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O

取少量粗制氧化铜于试管中,加入足量盐酸,充分振荡,若有不溶物存在,说明粗制氧化铜中含有少量铜

生成等量的硫酸铜,硫酸用量少

不产生有毒气体

解析

解:(1)以废铜屑和废硫酸为原料,从原料的利用率和环保的角度分析,设计制取胆矾(CuSO4•5H2O)的方案应:铜与氧气反应生成氧化铜,再由氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜,最后过滤,加热浓缩,冷却结晶可得CuSO4•5H2O.

故反应方程式为第一步:2Cu+O22CuO;

第二步:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;

第三步:CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O,

故答案为:2Cu+O22CuO;CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O.

(2)铜和稀硫酸混合在加热的条件下不断通入空气,反应生成硫酸铜与水,方程式为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,

故答案为:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O;

(3)①可以根据铜不溶于稀盐酸设计方案检验,所以检验方法为:取少量粗制氧化铜于试管中,加入足量盐酸,充分振荡,若有不溶物存在,说明粗制氧化铜中含有少量铜,

故答案为:取少量粗制氧化铜于试管中,加入足量盐酸,充分振荡,若有不溶物存在,说明粗制氧化铜中含有少量铜;

②比较反应的两个途径,途径Ⅰ有浓硫酸参加反应,消耗较多硫酸,并产生污染性二氧化硫气体,

故答案为:生成等量的硫酸铜,硫酸用量少;不产生有毒气体.

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题型:简答题
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简答题

两个研究性学习小组分别利用盐湖苦卤和铝土矿提取并制备有用的化学物质.

甲组:从盐湖苦卤中制取较纯净的氯化钾及液溴,设计了如下流程:(盐湖苦卤的浓缩液富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),回答一下问题:

(1)图中氧化剂可以选择______

A.I2  B.Cl2  C.S

(2)操作Ⅰ的名称:______

(3)依次加入的试剂为x,y,z的化学式为__________________

(4)无色溶液B中可能含有的离子有______,检验其中是否含有Cl-的方法是______

正确答案

解:(1)氧化剂应为氯气,通入氯气发生:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,所以选择氯气,故选:B;

(2)氧化剂应为氯气,通入氯气发生:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,加入CCl4,溴易溶于CCl4,溶液分层,用萃取、分液的方法分离,故答案为:萃取、分液;

(3)除去溶液中的Mg2+、SO42-,类似于粗盐的提纯,加入过量BaCl2可除去SO42-,加入过量KOH溶液可除去Mg2+,最后加入K2CO3可除去BaCl2,所以试剂为x,y,z分别加入过量的BaCl2、KOH、K2CO3,故答案为:BaCl2、KOH、K2CO3

(4)因为依次加入过量的BaCl2、KOH、K2CO3,所以无色溶液B中可能含有的离子有氢氧根离子、氯离子、钾离子和碳酸根离子,取试样少许加入HNO3酸化后,应该再加入含有Ag+的溶液,观察是否有白色沉淀生成,如果有白色沉淀说明存在氯离子,

故答案为:氢氧根离子、氯离子、钾离子和碳酸根离子;取试样少许加入HNO3酸化后,应该再加入含有Ag+的溶液,观察是否有白色沉淀生成.

解析

解:(1)氧化剂应为氯气,通入氯气发生:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,所以选择氯气,故选:B;

(2)氧化剂应为氯气,通入氯气发生:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,加入CCl4,溴易溶于CCl4,溶液分层,用萃取、分液的方法分离,故答案为:萃取、分液;

(3)除去溶液中的Mg2+、SO42-,类似于粗盐的提纯,加入过量BaCl2可除去SO42-,加入过量KOH溶液可除去Mg2+,最后加入K2CO3可除去BaCl2,所以试剂为x,y,z分别加入过量的BaCl2、KOH、K2CO3,故答案为:BaCl2、KOH、K2CO3

(4)因为依次加入过量的BaCl2、KOH、K2CO3,所以无色溶液B中可能含有的离子有氢氧根离子、氯离子、钾离子和碳酸根离子,取试样少许加入HNO3酸化后,应该再加入含有Ag+的溶液,观察是否有白色沉淀生成,如果有白色沉淀说明存在氯离子,

故答案为:氢氧根离子、氯离子、钾离子和碳酸根离子;取试样少许加入HNO3酸化后,应该再加入含有Ag+的溶液,观察是否有白色沉淀生成.

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题型:填空题
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填空题

硅孔雀 石是一种含铜矿石,含铜形态为CuCO3•Cu(OH)2和CuSiO3•2H2O,同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质.以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如图:

(1)完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3•2H2O反应的化学方程式:

CuSiO3•2H2O+H2SO4=CuSO4+______+H2O;双氧水的作用是______

(2)步骤②调节溶液pH,可以选用的试剂是______

A.CuOB.Fe2O3 C.Al2O3D  Cu(OH)2

(3)有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:

步骤②中,调节pH=4时,所得滤渣B的成分的化学式为______,滤液B中除Cu2+外,还含有的金属阳离子是______

(4)将滤液B通过____________,过滤等操作可得到硫酸铜晶体.

(5)测定硫酸铜晶体结晶水的含量时,应将 其放入______中灼烧.加热失水后,若在空气中冷却称量,测定结果______(填“偏高”、“偏低”或“不变”).

正确答案

H4SiO4

将Fe2+氧化成Fe3+

AD

Fe(OH)3、Al(OH)3

Al3+

蒸发浓缩

冷却结晶

坩埚

偏低

解析

解:(1)利用质量守恒定律,可以判断未知物是硅酸,利用观察法配平反应方程式为:CuSiO3•2H2O+H2SO4═CuSO4+H4SiO4+H2O;双氧水将亚铁离子氧化成铁离子的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;

故答案为:H4SiO4;将Fe2+氧化成Fe3+

(2)由于滤液A显示酸性,加入的试剂能够中和溶液中的氢离子,还不能引进新的杂质,所以应该选用氧化铜,氢氧化铜,故选AD;

故答案为:AD.

(3)步骤②中,调节pH=4时,所得滤渣B的成分依据表中数据可知,pH=4时,三价铁离子完全生成了氢氧化铁沉淀,而铝离子完全沉淀需要的PH是5.2,所以铝离子没有完全沉淀,铝离子有少量沉淀,所以渣B的成分为:Fe(OH)3、Al(OH)3 ,滤液B中除Cu2+外,还含有的金属阳离子是Al3+

故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3 ,Al3+

(4)滤液B为硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤洗涤等操作可得到硫酸铜晶体;

故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;

(5)测定硫酸铜晶体中结晶水的含量,需要的仪器是酒精灯、托盘天平、三角架、泥三角、玻璃棒、干燥器、坩埚钳、研钵、药匙和坩埚;若是在空中冷却后称量,导致称量的剩余固体质量偏大,计算出结晶水的质量偏小,结果偏低;

故答案为:坩埚;偏低.

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题型:简答题
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简答题

连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有极强的还原性.受热、遇水都会发生分解反应放出大量的热,甚至引起燃烧.不溶于乙醇,可溶于氢氧化钠水溶液并稳定存在.

(1)保险粉应如何保存?______(填一注意事项).

(2)锌粉法是制备Na2S2O4的一种常见方法,其原理如图所示:

①步骤I中SO2表现了______(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”);若用Na2SO3固体和某酸反应制备SO2气体,你认为下列最适宜选用的酸是______

A.浓盐酸                     B.质量分数为70%的H2SO4

C.稀硝酸                     D.质量分数为10%的稀硫酸

②常温下,若ZnS2O4悬浊液中C(Zn2+)=0,1mol•L-1,则应加氢氧化钠溶液调至PH≥______,才能使Zn(OH)2沉淀完全(已知离子浓度≤1.0×10-5mol•L-1,即沉淀完全;Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17

③步骤Ⅲ过程较为复杂,其中涉及过滤,洗涤,干燥等过程,请写出洗涤过程:______

(3)甲酸钠法是制备Na2S2O4的一种新方法,其原理为将甲酸钠(HCOONa)、碳酸钠溶于乙醇中,再通入足量的SO2气体,析出Na2S2O4固体.完成反应的化学方程式:

______HCOONa+______SO2+______Na2CO3______Na2S2O4↓+______H2O+______

(4)保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化.其方程式为:

①2Na2S2O4+O2+H2O=4NaHSO3 或 ②2Na2S2O4+O2+H2O=4NaHSO3+NaHSO4

请设计实验证明氧化时发生的是②的反应.______

正确答案

解:(1)根据题目的信息有极强的还原性.受热、遇水都会发生分解反应放出大量的热,甚至引起燃烧,所以保险粉要密封、阴凉处保存,故答案为:密封、阴凉处保存;

(2)①SO2中的硫+4价,而Na2S2O4中的硫+3价,所以硫的化合价降低,所以二氧化硫表现为氧化性,实验室用浓度较大的硫酸和亚硫酸盐反应,生成二氧化硫,盐酸易挥发,而稀硫酸溶液中水太多,大多数SO2生成了亚硫酸,不生成SO2气体,因为SO2易溶于水,1个体积的水溶解40个体积的SO2,硝酸有强氧化性,氧化二氧化硫,所以选择质量分数为70%的H2SO4,故答案为:氧化性;B;

②c(OH-)≥==10-6mol∥L,所以pH≥8,故答案为:8;

③因为Na2S2O4易溶于水,但不溶于乙醇,所以可以用乙醇来洗涤沉淀,具体操作为:向漏斗中加少量无水乙醇至没过沉淀,滤干后重复操作2~3次,故答案为:向漏斗中加少量无水乙醇至没过沉淀,滤干后重复操作2~3次;

(3)根据反应硫的化合价+4价,而Na2S2O4中的硫+3价,化合价降价,根据电子得失守恒,HCOONa中的碳的化合价必然升高,由+2价变成+4价,所以缺项有+4价的碳,所以HCOONa和2Na2S2O4的系数相等,然后根据质量守恒分析得到:2HCOONa+4SO2+Na2CO3═2Na2S2O4+H2O+3CO2,故答案为:2、4、1、2、1、3CO2

(4)反应①与反应②中都生成亚硫酸氢钠,而反应②中还产生硫酸氢钠,硫酸氢钠在水溶液中完全电离产生氢离子、钠离子和硫酸根离子,可以根据检验产物中是否存在硫酸根离子,具体操作为:取少许固体溶于水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则证明是②,故答案为:取少许固体溶于水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则证明是②.

解析

解:(1)根据题目的信息有极强的还原性.受热、遇水都会发生分解反应放出大量的热,甚至引起燃烧,所以保险粉要密封、阴凉处保存,故答案为:密封、阴凉处保存;

(2)①SO2中的硫+4价,而Na2S2O4中的硫+3价,所以硫的化合价降低,所以二氧化硫表现为氧化性,实验室用浓度较大的硫酸和亚硫酸盐反应,生成二氧化硫,盐酸易挥发,而稀硫酸溶液中水太多,大多数SO2生成了亚硫酸,不生成SO2气体,因为SO2易溶于水,1个体积的水溶解40个体积的SO2,硝酸有强氧化性,氧化二氧化硫,所以选择质量分数为70%的H2SO4,故答案为:氧化性;B;

②c(OH-)≥==10-6mol∥L,所以pH≥8,故答案为:8;

③因为Na2S2O4易溶于水,但不溶于乙醇,所以可以用乙醇来洗涤沉淀,具体操作为:向漏斗中加少量无水乙醇至没过沉淀,滤干后重复操作2~3次,故答案为:向漏斗中加少量无水乙醇至没过沉淀,滤干后重复操作2~3次;

(3)根据反应硫的化合价+4价,而Na2S2O4中的硫+3价,化合价降价,根据电子得失守恒,HCOONa中的碳的化合价必然升高,由+2价变成+4价,所以缺项有+4价的碳,所以HCOONa和2Na2S2O4的系数相等,然后根据质量守恒分析得到:2HCOONa+4SO2+Na2CO3═2Na2S2O4+H2O+3CO2,故答案为:2、4、1、2、1、3CO2

(4)反应①与反应②中都生成亚硫酸氢钠,而反应②中还产生硫酸氢钠,硫酸氢钠在水溶液中完全电离产生氢离子、钠离子和硫酸根离子,可以根据检验产物中是否存在硫酸根离子,具体操作为:取少许固体溶于水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则证明是②,故答案为:取少许固体溶于水中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则证明是②.

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简答题

为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯,并制得纯净的KNO3溶液,某学生设计如下实验方案:

(1)操作①为______

(2)操作②~④加入的试剂顺序可以为:______

(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、不需要)多次过滤,其理由是______

(5)该同学的实验设计方案是否严密,说明理由______

正确答案

解:淀反应必须在溶液中进行,以便充分反应,并使杂质完全沉淀,所以首先应当将固体配制成溶液.除去SO42-、Mg2+离子的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg(OH)2沉淀,所以需要加入稍过量的Ba(NO32和KOH溶液,过量的Ba2+可用K2CO3溶液除去,因此实验时必须先加入Ba(NO32溶液,后加入K2CO3溶液,同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH溶液进行除杂,也不可用稀盐酸调节溶液的pH,否则会引进Na+和Cl-杂质,

(1)后续实验是在溶液中进行的,需要加水溶解,操作①需要配制成溶液,需要加水溶解,故答案为:加水溶解;

(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(NO32、K2CO3、KOH或KOH、Ba(NO32、K2CO3或Ba(NO32、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(NO32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(NO32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:不严密,因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-

解析

解:淀反应必须在溶液中进行,以便充分反应,并使杂质完全沉淀,所以首先应当将固体配制成溶液.除去SO42-、Mg2+离子的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg(OH)2沉淀,所以需要加入稍过量的Ba(NO32和KOH溶液,过量的Ba2+可用K2CO3溶液除去,因此实验时必须先加入Ba(NO32溶液,后加入K2CO3溶液,同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH溶液进行除杂,也不可用稀盐酸调节溶液的pH,否则会引进Na+和Cl-杂质,

(1)后续实验是在溶液中进行的,需要加水溶解,操作①需要配制成溶液,需要加水溶解,故答案为:加水溶解;

(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(NO32、K2CO3、KOH或KOH、Ba(NO32、K2CO3或Ba(NO32、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(NO32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(NO32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:不严密,因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-

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题型:简答题
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简答题

硫酸铅广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等.利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下:

已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb.

(1)①写出步骤Ⅰ中主要反应的化学方程式:____________

②步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为:______.母液可循环利用于步骤Ⅰ,其溶质主要是______

(2)铅蓄电池的电池反应式为:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l).

①放电时,电池正极发生反应的物质是______,负极的电极反应式为:______

②充电时,阳极发生的反应可表示为:______.电池中溶液的pH 变______(填“大”、“小”或“不变”).

正确答案

解:铅浮渣的主要成分是PbO、Pb,加入硝酸可以发生反应生成的是硝酸铅溶液,向该浸出液中加入硫酸,可以发生复分解反应生成硫酸铅沉淀和硝酸,硝酸可以循环使用,用来溶解PbO、Pb,过滤得到的沉淀是硫酸铅.

(1)①氧化铅属于碱性氧化物和硝酸反应生成盐和水,根据题给信息硝酸把铅氧化成Pb2+,硝酸被还原成NO,故反应方程式为PbO+2HNO3=Pb(NO32+H2O、3Pb+8HNO3=3Pb(NO32+2NO↑+4H2O;

故答案为:PbO+2HNO3=Pb(NO32+H2O;3Pb+8HNO3=3Pb(NO32+2NO↑+4H2O;

②硝酸铅可以和硫酸反应得到硫酸铅沉淀和硝酸,离子方程式为:Pb2++SO42-=PbSO4↓,硝酸可以用来溶解PbO、Pb,可以循环使用;

故答案为:Pb2++SO42-=PbSO4↓;HNO3

(2)①放电时,铅失电子发生氧化反应而作负极,电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4,二氧化铅得电子作正极,电极反应式为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O,

故答案为:PbO2;Pb-2e-+SO42-=PbSO4

②充电时,阳极PbSO4发生氧化反应,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-,消耗氢离子,所以pH减小,故答案为:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-;小.

解析

解:铅浮渣的主要成分是PbO、Pb,加入硝酸可以发生反应生成的是硝酸铅溶液,向该浸出液中加入硫酸,可以发生复分解反应生成硫酸铅沉淀和硝酸,硝酸可以循环使用,用来溶解PbO、Pb,过滤得到的沉淀是硫酸铅.

(1)①氧化铅属于碱性氧化物和硝酸反应生成盐和水,根据题给信息硝酸把铅氧化成Pb2+,硝酸被还原成NO,故反应方程式为PbO+2HNO3=Pb(NO32+H2O、3Pb+8HNO3=3Pb(NO32+2NO↑+4H2O;

故答案为:PbO+2HNO3=Pb(NO32+H2O;3Pb+8HNO3=3Pb(NO32+2NO↑+4H2O;

②硝酸铅可以和硫酸反应得到硫酸铅沉淀和硝酸,离子方程式为:Pb2++SO42-=PbSO4↓,硝酸可以用来溶解PbO、Pb,可以循环使用;

故答案为:Pb2++SO42-=PbSO4↓;HNO3

(2)①放电时,铅失电子发生氧化反应而作负极,电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4,二氧化铅得电子作正极,电极反应式为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O,

故答案为:PbO2;Pb-2e-+SO42-=PbSO4

②充电时,阳极PbSO4发生氧化反应,PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-,消耗氢离子,所以pH减小,故答案为:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-;小.

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题型:简答题
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简答题

明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质.具体实验步骤如图所示:

根据上述图示,完成下列填空:

(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出.配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有250.28g氨)______mL,用规格为______mL量筒量取.

(2)氨水浸出后得到固液混合体系,过滤,滤液中除K+、SO42-外,还有大量的NH4+.检验NH4+的方法是______

(3)写出沉淀物中所有物质的化学式______

(4)滤液I的成分是水和______

(5)为测定混合肥料K2SO4、(NH42SO4中钾的含量,完善下列步骤:

①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量______溶液,产生白色沉淀.

__________________(依次填写实验操作名称).

③冷却、称重.

(6)若试样为mg,沉淀的物质的量为nmol,则试样中K2SO4的物质的量为:______mol(用含m、n的代数式表示).

正确答案

解:(1)配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨),需要使用500mL容量瓶,需要浓氨水(每升含有250.28g氨)的体积为:≈0.078L=78mL,

故答案为:78;100;

(2)可以使用氢氧化钠和红色石蕊试纸进行检验,具体检验NH4+的方法为:取滤液少许,加入NaOH加热,生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝,

故答案为:取滤液少许,加入NaOH加热,生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝(合理即给分);

(3)明矾石的组成和明矾相似,所以能够与氨水反应生成氢氧化铝沉淀,还含有氧化铝和少量氧化铁杂质不与氨水反应也不容易水,所以沉淀物为:Al(OH)3、Al2O3、Fe2O3

故答案为:Al(OH)3、Al2O3、Fe2O3; 

(4)明矾石的组成和明矾相似,根据工艺流程转化关系可知,滤液I中含有K2SO4和反应生成(NH42SO4

故答案为:K2SO4、(NH42SO4

(5)混合肥料中含有K2SO4、(NH42SO4,要产生白色沉淀,加入的溶液为BaCl2或Ba(NO32溶液;然后进行操作:先将混合液过滤,然后洗涤沉淀,最后干燥,冷却后称重,

故答案为:BaCl2 或Ba(NO32;过滤、洗涤、干燥.

(6)试样为mg,则174n(K2SO4)+132n[(NH42SO4]=m,沉淀的物质的量为nmol,即BaSO4的物质的量为nmol,根据硫酸根守恒有:n(K2SO4)+n[(NH42SO4]=n.联立解得,n(K2SO4)=mol,

故答案为:

解析

解:(1)配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨),需要使用500mL容量瓶,需要浓氨水(每升含有250.28g氨)的体积为:≈0.078L=78mL,

故答案为:78;100;

(2)可以使用氢氧化钠和红色石蕊试纸进行检验,具体检验NH4+的方法为:取滤液少许,加入NaOH加热,生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝,

故答案为:取滤液少许,加入NaOH加热,生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝(合理即给分);

(3)明矾石的组成和明矾相似,所以能够与氨水反应生成氢氧化铝沉淀,还含有氧化铝和少量氧化铁杂质不与氨水反应也不容易水,所以沉淀物为:Al(OH)3、Al2O3、Fe2O3

故答案为:Al(OH)3、Al2O3、Fe2O3; 

(4)明矾石的组成和明矾相似,根据工艺流程转化关系可知,滤液I中含有K2SO4和反应生成(NH42SO4

故答案为:K2SO4、(NH42SO4

(5)混合肥料中含有K2SO4、(NH42SO4,要产生白色沉淀,加入的溶液为BaCl2或Ba(NO32溶液;然后进行操作:先将混合液过滤,然后洗涤沉淀,最后干燥,冷却后称重,

故答案为:BaCl2 或Ba(NO32;过滤、洗涤、干燥.

(6)试样为mg,则174n(K2SO4)+132n[(NH42SO4]=m,沉淀的物质的量为nmol,即BaSO4的物质的量为nmol,根据硫酸根守恒有:n(K2SO4)+n[(NH42SO4]=n.联立解得,n(K2SO4)=mol,

故答案为:

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简答题

某工厂排出的污水中含有大量的Fe2+、Zn2+、Hg2+三种金属离子.以下是化学研究性学习小组的同学对该厂污水处理的设想.

[资料获悉]部分阳离子以氢氧化物或硫化物形式完全沉淀时溶液的pH及硫化物的KSP如下表所示.

[探究思路]设想(一):重点是治理污染,低成本除去重金属离子Zn2+、Hg2+

设想(二):除去污水中金属离子,回收绿矾、皓矾(ZnSO4•7H2O)和汞.

[药  品]NaOH溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉.

[实验探究](1)为了实现设想(一),甲、乙、丙三位同学分别对废水采取以下措施:

甲:加入NaOH溶液,调节溶液pH至10;

乙:加入硫化钠溶液,调节溶液pH至5;

丙:加入硫化亚铁粉末,搅拌.

你认为合理的是______(填“甲”、“乙”或“丙”),理由是______

(2)研究性学习小组根据设想(二)设计了如图所示的实验方案.

请回答:

①步骤Ⅲ中抽滤的目的是______,抽滤的主要仪器是______

该步骤涉及反应的离子方程式有Zn2++4OH-=ZnO22-+2H2O和______

②欲实现步骤Ⅴ,所需加入的试剂有____________,所涉及的主要操作依次为______、过滤、______

正确答案

解:(1)沉淀总是向更难溶的方向转化,加入硫化亚铁,可以生成HgS、ZnS沉淀而除去,故答案为:丙;硫化亚铁成本低,使沉淀转化成HgS、ZnS沉淀而除去;

(2)①抽滤速度较快,抽滤的仪器有:布氏漏斗、吸滤瓶,二价铁离子能与氧气在碱性条件下水解生成氢氧化铁:4Fe2++O2+8OH-+2H2O=4Fe(OH)3↓,故答案为:加快过滤速度;布氏漏斗、吸滤瓶;4Fe2++O2+8OH-+2H2O=4Fe(OH)3↓;

②氢氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁,硫酸铁能与过量铁单质反应生成二价铁离子,然后溶解、过滤、重结晶得到FeSO4•7H2O,故答案为:稀硫酸;铁粉(过量);溶解;重结晶.

解析

解:(1)沉淀总是向更难溶的方向转化,加入硫化亚铁,可以生成HgS、ZnS沉淀而除去,故答案为:丙;硫化亚铁成本低,使沉淀转化成HgS、ZnS沉淀而除去;

(2)①抽滤速度较快,抽滤的仪器有:布氏漏斗、吸滤瓶,二价铁离子能与氧气在碱性条件下水解生成氢氧化铁:4Fe2++O2+8OH-+2H2O=4Fe(OH)3↓,故答案为:加快过滤速度;布氏漏斗、吸滤瓶;4Fe2++O2+8OH-+2H2O=4Fe(OH)3↓;

②氢氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁,硫酸铁能与过量铁单质反应生成二价铁离子,然后溶解、过滤、重结晶得到FeSO4•7H2O,故答案为:稀硫酸;铁粉(过量);溶解;重结晶.

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简答题

新化一中《草木灰肥效探究》研究性学习小组,对草木灰进行了如下实验,草木灰为植物燃烧后的灰烬,其中含量最多的是钾元素,以碳酸盐形式存在,一般含钾6~12%,其中90%以上是水溶性;从草木灰中提取碳酸钾等盐,方法如下:

(1)除去草木灰中的不溶杂质.请简要写出操作步骤:______

(2)提取钾盐.过滤后的溶液在蒸发皿里加热以得到钾盐晶体,将溶液蒸发时一般有以下操作过程:①固定铁圈位置②放置酒精灯 ③放上蒸发皿 ④加热搅拌⑤停止加热,余热蒸干.其正确操作顺序______

(3)检验钾盐中的碳酸根.检验钾盐中的碳酸根所需的试剂可以用稀盐酸及澄清石灰水,请写出将生成的气体通入足量的澄清石灰水发生反应的离子方程式:______

(4)从草木灰中提取钾盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,说明在蒸发时使用玻璃棒的目的:______

正确答案

解:(1)草木灰中的碳酸钾是易溶于水的物质,可以利用过滤法,除去草木灰中的不溶杂质.故答案为:溶解、过滤;

(2)实验时,安装仪器应先下后上,先左后右,正确顺序为:放置酒精灯;固定铁圈位置;放上蒸发皿;加热搅拌;停止加热.即②①③④⑤,故答案为:②①③④⑤;

(3)碳酸根离子可以喝氢离子反应生成二氧化碳气体,将二氧化碳通入足量的澄清石灰水发生中会得到碳酸钙沉淀,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,反应的实质是:Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O,故答案为:Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O.

(4)从草木灰中提取钾盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤中都要用到玻璃棒:溶解时使用玻璃棒搅拌,加速粗盐的溶解;过滤时玻璃棒引流,溶液沿玻棒流下,防止溶液外洒;蒸发时使用玻璃棒搅拌,使溶液受热均匀,防止因局部过热液滴或晶体飞溅,

故答案为:搅拌,使溶液均匀受热.

解析

解:(1)草木灰中的碳酸钾是易溶于水的物质,可以利用过滤法,除去草木灰中的不溶杂质.故答案为:溶解、过滤;

(2)实验时,安装仪器应先下后上,先左后右,正确顺序为:放置酒精灯;固定铁圈位置;放上蒸发皿;加热搅拌;停止加热.即②①③④⑤,故答案为:②①③④⑤;

(3)碳酸根离子可以喝氢离子反应生成二氧化碳气体,将二氧化碳通入足量的澄清石灰水发生中会得到碳酸钙沉淀,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,反应的实质是:Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O,故答案为:Ca2++CO2+2OH-=CaCO3↓+H2O.

(4)从草木灰中提取钾盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤中都要用到玻璃棒:溶解时使用玻璃棒搅拌,加速粗盐的溶解;过滤时玻璃棒引流,溶液沿玻棒流下,防止溶液外洒;蒸发时使用玻璃棒搅拌,使溶液受热均匀,防止因局部过热液滴或晶体飞溅,

故答案为:搅拌,使溶液均匀受热.

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有关钴、镍和铁化合物的性质见下表:

氯化钴可用于化学反应催化剂,油漆催干剂,干湿指示剂,啤酒泡沫稳定剂,陶瓷着色剂,制造隐显墨水等.用金属钴板(含少量Fe、Ni)制备氯化钴的工艺流程如下:

钴与盐酸反应极慢,需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产.

(1)“除镍”步骤中,NH3•H2O用量对反应收率的影响,见下表:

从表中可知x=______时,除镍效果最好.

(2)“除镍”步骤必须控制在一定的时间内完成,否则沉淀将有部分Co(OH)3生成,试写出反应的化学方程式______

(3)“除铁”步骤中加入双氧水发生反应的离子方程式是______

(4)“除铁”步骤中加入的纯碱作用是______

(5)在“调pH“步骤中,加盐酸的作用是______

(6)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,则该温度下反应Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+的平衡常数为______

正确答案

解:(1)根据表中的数据知道,当pH等于10的时候,收率最高,镍离子的含量最小,除镍效果最好,故答案为:10;

(2)钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价,发生的化学方程式为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3,故答案为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3

(3)双氧水具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为正三价,发生的化学反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(4)加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应,在适当的环境下,可以让铁离子形成沉淀而除去,所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用,故答案为:使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去;

(5)钴离子是弱碱阳离子,能发生水解,显示酸性,加入盐酸可以防止Co2+水解,故答案为:防止Co2+水解;

(6)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38,c(H+)=,反应Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+的平衡常数K=

=2.5×10-5,故答案为:2.5×10-5

解析

解:(1)根据表中的数据知道,当pH等于10的时候,收率最高,镍离子的含量最小,除镍效果最好,故答案为:10;

(2)钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价,发生的化学方程式为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3,故答案为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3

(3)双氧水具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为正三价,发生的化学反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(4)加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应,在适当的环境下,可以让铁离子形成沉淀而除去,所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用,故答案为:使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去;

(5)钴离子是弱碱阳离子,能发生水解,显示酸性,加入盐酸可以防止Co2+水解,故答案为:防止Co2+水解;

(6)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38,c(H+)=,反应Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+的平衡常数K=

=2.5×10-5,故答案为:2.5×10-5

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