- 比色法
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铬酸铅俗称铬黄,不溶于水.广泛用于涂料、油墨、漆布、塑料和文教用品等工业.实验室模拟工业上用铬污泥(含有Cr2O3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等)制备铬黄的工艺流程如下:
(1)将铬污泥粉碎的目的是______.
(2)废渣的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3.已知25℃时,Al(OH)3的Ksp=1.3×10-33,则该温度下反应Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+的平衡常数为______.
(3)写出加入30%H2O2过程中发生的离子反应方程式:______.
(4)加入Pb(NO3)2沉淀CrO42-时,检验沉淀是否完全的方法是______.
正确答案
解:流程分析可知,铬污泥(主要成分为Cr2O3,杂质为Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料粉碎后在反应器中加入浓盐酸浸取,因二氧化硅不反应,经过滤可得到废渣为二氧化硅,溶液a中含有Fe3+、Al3+、Cr3+等,加入碳酸钠溶液调节pH8.5~9.5,可除去Fe3+、Al3+,得到的废渣为Al(OH)3和Fe(OH)3,在CrO22-溶液中加入过氧化氢,经氧化可得到CrO42-溶液,然后加入Pb(NO3)2溶液,可得到PbCrO4沉淀,过滤后废液中含有Pb(NO3)2,加入明矾可得到硫酸铅,
(1)将铬污泥粉碎可以增大与盐酸的接触面积,有利于提高浸取率,故答案为:增大接触面积,提高浸取率;
(2)Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)•c3(OH-)=1.3×10-33,水解平衡常数Kh=,故Ksp[Al(OH)3]•Kh=(kw)3=(10-14)3=10-42,所以Kh=
=7.7×10-10,故答案为:7.7×10-10;
(3)由流程图可知,加入30%H2O2的目的是在碱性条件下将CrO2-氧化为CrO42-,同时生成水,反应离子方程式为3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O,故答案为:3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O;
(4)检验沉淀是否完全的方法是:静置分层后,取上层清液,继续滴加Pb(NO3)2溶液,无沉淀生成,说明沉淀完全,故答案为:静置分层后,取上层清液,继续滴加Pb(NO3)2溶液,无沉淀生成,说明沉淀完全.
解析
解:流程分析可知,铬污泥(主要成分为Cr2O3,杂质为Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料粉碎后在反应器中加入浓盐酸浸取,因二氧化硅不反应,经过滤可得到废渣为二氧化硅,溶液a中含有Fe3+、Al3+、Cr3+等,加入碳酸钠溶液调节pH8.5~9.5,可除去Fe3+、Al3+,得到的废渣为Al(OH)3和Fe(OH)3,在CrO22-溶液中加入过氧化氢,经氧化可得到CrO42-溶液,然后加入Pb(NO3)2溶液,可得到PbCrO4沉淀,过滤后废液中含有Pb(NO3)2,加入明矾可得到硫酸铅,
(1)将铬污泥粉碎可以增大与盐酸的接触面积,有利于提高浸取率,故答案为:增大接触面积,提高浸取率;
(2)Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)•c3(OH-)=1.3×10-33,水解平衡常数Kh=,故Ksp[Al(OH)3]•Kh=(kw)3=(10-14)3=10-42,所以Kh=
=7.7×10-10,故答案为:7.7×10-10;
(3)由流程图可知,加入30%H2O2的目的是在碱性条件下将CrO2-氧化为CrO42-,同时生成水,反应离子方程式为3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O,故答案为:3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O;
(4)检验沉淀是否完全的方法是:静置分层后,取上层清液,继续滴加Pb(NO3)2溶液,无沉淀生成,说明沉淀完全,故答案为:静置分层后,取上层清液,继续滴加Pb(NO3)2溶液,无沉淀生成,说明沉淀完全.
铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途,如金属铜用来制造电线电缆,超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中;CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等.
(1)超细铜粉的某制备方法如图所示:
①[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有______.
②向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液.下列说法正确的是______(填字母序号).
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
B.沉淀溶解后,将生成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+配离子
C.向反应后的溶液中加入乙醇,因为[Cu(NH3)4]2+不与乙醇反应,故溶液不会发生变化
D.在[Cu(NH3)4]2+中,NH3分子中的氮原子给出孤电子对,Cu2+有空轨道接受电子对
(2)氯化亚铜(CuCl)的制备过程是:向CuCl2溶液中通入一定量SO2,微热,反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀.反应的离子方程式为______.
(3)指出配合物K3[Co(CN)6]中的中心离子、配体及其配位数:______、______、______.
正确答案
解:(1)①[Cu(NH3)4]SO4中硫酸根离子和[Cu(NH3)4]2+存在离子键,N原子和铜原子之间存在配位键,NH3中H和N之间存在共价键,所以[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有共价键、离子键、配位键;
故答案为:共价键、离子键、配位键;
②A.硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物而使溶液澄清,所以溶液中铜离子浓度减小,故A错误;
B.硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物离子[Cu(NH3)4]2+而使溶液澄清,故B正确;
C.[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,向溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体,故C错误;
D.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对,从而形成配位键,故D正确;
故答案为:BD;
(2)在微热条件下,氯化铜和二氧化硫反应生成氯化亚铜,铜元素得电子发生还原反应,则二氧化硫失电子发生氧化反应,铜元素化合价由+2价降低为+1价,硫元素由+4价升高为+6价,二氧化硫被氧化为硫酸,所以离子方程式为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O═2CuCl↓+SO42-+4H+,
故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O═2CuCl↓+SO42-+4H+;
(3)根据配合物K3[Co(CN)6]结构分析,含有空轨道的金属阳离子为中心离子,所以中心离子为Co3+、有孤对电子的原子或离子为配体,所以配体为CN-、配位数就是配体的个数,所以配位数为6,
故答案为:Co3+、CN-、6.
解析
解:(1)①[Cu(NH3)4]SO4中硫酸根离子和[Cu(NH3)4]2+存在离子键,N原子和铜原子之间存在配位键,NH3中H和N之间存在共价键,所以[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有共价键、离子键、配位键;
故答案为:共价键、离子键、配位键;
②A.硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物而使溶液澄清,所以溶液中铜离子浓度减小,故A错误;
B.硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成络合物离子[Cu(NH3)4]2+而使溶液澄清,故B正确;
C.[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,向溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体,故C错误;
D.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对,从而形成配位键,故D正确;
故答案为:BD;
(2)在微热条件下,氯化铜和二氧化硫反应生成氯化亚铜,铜元素得电子发生还原反应,则二氧化硫失电子发生氧化反应,铜元素化合价由+2价降低为+1价,硫元素由+4价升高为+6价,二氧化硫被氧化为硫酸,所以离子方程式为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O═2CuCl↓+SO42-+4H+,
故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O═2CuCl↓+SO42-+4H+;
(3)根据配合物K3[Co(CN)6]结构分析,含有空轨道的金属阳离子为中心离子,所以中心离子为Co3+、有孤对电子的原子或离子为配体,所以配体为CN-、配位数就是配体的个数,所以配位数为6,
故答案为:Co3+、CN-、6.
下列实验目的可以达到的是( )
正确答案
解析
解:A、制取金属镁时,由于镁的活泼性很强,故一般电解熔融的氯化镁制取,故A对;
B、制取甲烷时,是用无水醋酸钠和碱石灰共热,故B错;
C、制取溴化氢时,由于溴化氢的还原性较强,能被浓硫酸氧化,故一般选取浓磷酸制取,故C错;
D、饱和碳酸钠既能和二氧化碳也能和氯化氢反应,故D错.
故选A.
1-乙氧基萘常用作香料,也可合成其他香料.实验室制备1-乙氧基萘的过程如下:
已知:①相关物质的物理常数
②1-萘酚的性质与苯酚相似,有难闻的苯酚气味,苯酚在空气中易被氧化为粉红色.
请回答以下问题:
(1)将72g 1-萘酚溶于100mL无水乙醇中,加入5mL浓硫酸混合.将混合液置于如图1所示的容器中加热充分反应.实验中使用过量乙醇的原因是______.
(2)反应结束,将烧瓶中的液体倒入冷水中,经处理得到有机层.为提纯产物有以下四步操作:①蒸馏;②水洗并分液;③用10%的NaOH溶液碱洗并分液;④用无水氯化钙干燥并过滤.正确的顺序是______(填序号).
A.③②④①B.①②③④C.②①③④
(3)实验测得1-乙氧基萘的产量与反应时间、温度的变化,如图2所示,时间延长、温度升高,1-乙氧基萘的产量下降的原因可能是______.
(4)提纯的产品经测定为43g,本实验中1-乙氧基萘的产率为______.
正确答案
提高1-萘酚的转化率
A
1-萘酚被氧化,温度高乙醇大量挥发或温度高发生副反应
50%
解析
解:(1)将72g1-萘酚溶于100mL无水乙醇中,加入5mL浓硫酸混合,将混合液置于如图1所示的容器中加热充分反应.实验中使用过量乙醇的原因是提高1-萘酚的转化率,故答案为:提高1-萘酚的转化率;
(2)提纯产物用10%的NaOH溶液碱洗并分液,把硫酸洗涤去,水洗并分液洗去氢氧化钠,用无水氯化钙干燥并过滤,吸收水,控制沸点通过蒸馏的方法得到,实验的操作顺序为:③②④①;
故答案为:A;
(3)图象分析可知,时间延长、温度升高,1-乙氧基萘的产量下降的原因可能是酚羟基被氧化,乙醇易挥发易溶解,易发生副反应导致产量减小,
故答案为:1-萘酚被氧化,温度高乙醇大量挥发或温度高发生副反应;
(4)根据反应:,72g1-萘酚可以生成的1-乙氧基萘的质量为:
=86g,当生成43g1-乙氧基萘时,其产率为
×100%=50%,故答案为:50%.
三苯甲醇()是一种重要的化工原料和医药中间体,实验室合成三苯甲醇的合成流程如图1所示.装置如图2所示
已知:(i)格氏试剂容易水解,
+H2O→
+M(OH)Br(碱式溴化镁)
(Ⅱ)相关物质的物理性质如下:
(Ⅲ)三苯甲醇的相对分子质量是260,纯净固体有机物一般都
有固定熔点.
请回答以下问题:
(1)图2中玻璃仪器B的名称:______;装有无水CaCl2的仪器A的作用是______.
(2)图2中滴加液体未用普通分液漏斗而用恒压滴液漏斗的作用是______;制取格氏试剂时要保持微沸,可以采用______加热方式.
(3)制得的三苯甲醇粗产品中,含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质,可以设计如下提纯方案,请填写如下空白:
其中,①操作为:______;洗涤液最好选用______(从以下选项中选择);
A.水 B.乙醚 C.乙醇 D.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为:______.
(4)纯度测定:称取2.60g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不反应),充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100. 80mL.则产品中三苯甲醇的质量分数为______.
正确答案
解:(1)图中玻璃仪器B的名称是冷凝管,由于格氏试剂容易水解,B的作用是防止空气中的水蒸气进入装置,避免格式试剂水解,
故答案为:冷凝管;防止空气中的水蒸气进入装置,避免格氏试剂水解;
(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下;利用水浴加热,受热均匀,便于控制温度;利用水浴加热,受热均匀,便于控制温度;
故答案为:平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下;水浴;
(3)三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物,三苯甲醇的沸点最高,所以先用蒸馏或分馏的方法除去有机杂质;
由于碱式溴化镁溶于水,不溶于有机溶剂,所以洗涤液选用水,故选a;
检查洗涤是否干净的一般步骤是:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净,反之则未洗涤干净,
故答案为:蒸馏或分馏;a;取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净,反之则未洗涤干净;
(4)由2-OH~H2,可知三苯甲醇的物质的量是×2=0.009mol,所以产品中三苯甲醇的质量是0.009mol×260g/mol=2.34g,则产品中三苯甲醇的质量分数=
×100%=90%,
故答案为:90%.
解析
解:(1)图中玻璃仪器B的名称是冷凝管,由于格氏试剂容易水解,B的作用是防止空气中的水蒸气进入装置,避免格式试剂水解,
故答案为:冷凝管;防止空气中的水蒸气进入装置,避免格氏试剂水解;
(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下;利用水浴加热,受热均匀,便于控制温度;利用水浴加热,受热均匀,便于控制温度;
故答案为:平衡压强,使漏斗内液体顺利滴下;水浴;
(3)三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物,三苯甲醇的沸点最高,所以先用蒸馏或分馏的方法除去有机杂质;
由于碱式溴化镁溶于水,不溶于有机溶剂,所以洗涤液选用水,故选a;
检查洗涤是否干净的一般步骤是:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净,反之则未洗涤干净,
故答案为:蒸馏或分馏;a;取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则已洗涤干净,反之则未洗涤干净;
(4)由2-OH~H2,可知三苯甲醇的物质的量是×2=0.009mol,所以产品中三苯甲醇的质量是0.009mol×260g/mol=2.34g,则产品中三苯甲醇的质量分数=
×100%=90%,
故答案为:90%.
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