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题型:简答题
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简答题 · 13 分

工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32—(aq) PbCO3(s)+SO42—(aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。

(1)上述反应的平衡常数表达式:K =_______。

(2)室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在______溶液中PbSO4转化率较大,理由是________。

(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3•Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:

假设一:全部为PbCO3

假设二:___________;

假设三:__________。

(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究。

①定性研究:请你完成下表中内容。

②定量研究:取26.7 mg的干燥样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:____。

正确答案

(1)

(2) Na2CO3    Na2CO3溶液中c(CO32-)较大

(3)全部为PbCO3•Pb(OH)      PbCO3与PbCO3•Pb(OH)2的混合 物

(4)①

②同意  若全部为PbCO3,26.7 mg完全分解后,其固体质量为22.3 mg (不同意,实验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量相差不大,可能是实验过程中产生的误差引起的)

解析


知识点

性质实验方案的设计物质检验实验方案的设计
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

某研究小组利用题9图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)

(1)MgCO3的分解产物为              。

(2)装置C的作用是                ,处理尾气的方法为                  。

(3)将研究小组分为两组,按题9图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验:

①乙组得到的黑色粉末是              。

②甲组步骤1中反应的离子方程式为                                。

③乙组步骤4中,溶液变红的原因为                   ,溶液褪色可能的原因及其验证方法为                         。

④从实验安全考虑,题9图装置可采取的改进措施是                    。

正确答案

见解析。

解析

(1)难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和CO2,因此MgCO3受热分解得到产物是MgO与CO2

(2)结合实验目的可知在装置B处,CO2与Zn作用生成CO气体,进入后面装置进行实验,故装置C中NaOH是用来吸收CO中混有的CO2气体;CO气体不一定完全反应,因此尾气中会有CO,可利用其可燃性采取点燃法来进行尾气处理。

(3)①利用黑色固体可溶于盐酸并产生气体,结合“原子守恒”可知用酒精喷灯的乙组实验得到的固体为Fe;②利用甲组现象可知Fe2O3与CO在酒精灯加热的条件下,Fe2O3被还原得到黑色固体为Fe3O4,由此可写出反应的离子方程式;③因Fe3+遇SCN-显红色,所以步骤4中溶液变红是溶液中Fe2+被Cl2氧化为Fe3+所致、溶液褪色的原因可能是Cl2将SCN-氧化,若该假设成立,则溶液中还存在Fe3+,再继续加入KSCN溶液则溶液变红;④若B处停止加热后,C中液体易倒吸入B中引起玻璃管炸裂,因此可采取的改进措施是在装置B C之间添加装置E防倒吸。

知识点

性质实验方案的设计制备实验方案的设计化学实验方案的评价
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

用下图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是( )

A①:淀粉KI溶液     ②:浓硝酸       ①中无明显变化

B①:酚酞溶液        ②:浓盐酸       ①中无明显变化

C①AICI2溶液         ②:浓氨水       ①中有白色沉淀

D①湿润红纸条        ②:饱和氯水       ①中红纸条褪色

正确答案

A

解析

分析装置知,①小烧杯中液体与②小烧杯中挥发出来的物质反应。A项,②烧杯里浓硝酸挥发出硝酸气体,进入①烧杯,使KI被氧化生成I2,4HNO3+2KI=I2+2KNO3+2NO2↑+2H2O,I2使淀粉溶液变蓝色,A项错误;B项,浓盐酸具有强挥发性,挥发出来的氯化氢进入酚酞溶液,酸不能使酚酞溶液变色,B项正确;C项,浓氨水具有强挥发性,氨气进入氯化铝溶液,发生反应:AlCl3+3 NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,产生白色沉淀,C项正确;D项,饱和氯水易挥发出来氯气,氯气遇湿润红纸条,发生反应:H2O+Cl2HCl+HClO,次氯酸使红纸条褪色,D项正确。

知识点

性质实验方案的设计
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。

(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)==TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下

有关性质如下表

仪器A的名称是         ,装置E中的试剂是              。反应开始前依次进行如下操作:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为          (填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是                 。

(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:

酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)==FeSO4(aq)+ TiOSO4(aq)+ 2H2O(l)

水解

简要工艺流程如下:

①试剂A为           。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品收率降低,原因是

②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是        。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是          (填化学式)。

正确答案

(1)干燥管;浓硫酸;检查气密性;②③①,蒸馏

(2)①铁粉,由于TiOSO4容易水解,若温度过高,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。

②Fe2+,Fe2O3

解析

(1)仪器A是干燥管,因为TiCl4遇到水蒸气会水解,所以E中可以用浓硫酸来隔离空气。对于气体的制取性质实验应该:组装仪器、检验气密性、加装药品。。。。。终止实验时为防止倒吸,应先熄灭酒精灯,冷却到室温后再停止通入N2。分离两种沸点不同的液体混合物应该用蒸馏。

(2)①因为矿石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A是铁粉,把Fe3+还原为Fe2+。由于TiOSO4容易水解,若温度过高,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。

②加KSCN溶液无现象,加H2O2后出现红色,说明存在Fe2+。经加热后Fe2+氧化为Fe2O3而使产品发黄。

知识点

性质实验方案的设计物质检验实验方案的设计化学实验方案的评价
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。

(1)在下面方框中,A表示有长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器,请在答题卡上的A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置,连接胶管及尾气处理不分不必画出,需要加热的仪器下方用△标出),按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C……;其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下:

(2)根据方框中的装置图,在答题卡上填写该表

(3)有人对气体发生器作如下改进:在锥形瓶中放入一小试管,将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是                                                     ;

(4)验证CO的方法是                                                      。

正确答案

 (1)

(2)

(3)可以通过控制加酸的量,来控制气体产生的快慢;同时小试管中充满盐酸,可以起到液封的作用,防止反应剧烈时气体经漏斗冲出

(4)点燃气体,火焰呈蓝色,再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上,烧杯内壁的石灰水变浑浊

解析

(1)这里与一般的物质制备思路是一致的,思路是先制备CO2,再净化除杂,干燥,接着再与C在高温下反应制CO,再除去未反应完的CO2

(4)此问答案很多可以点燃,看火焰看产物;也可以E后面再接个灼热CuO的玻璃管后面再接个放澄清石灰水的洗气瓶,看玻璃管和石灰水的现象;也可应直接用PdCl2溶液等

知识点

性质实验方案的设计制备实验方案的设计
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