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简答题

某化学小组在实验中利用CaSO4、NH3、CO2制备(NH42SO4,其工艺流程如图1.

回答下列问题:

(1)操作Ⅰ的名称为______;操作Ⅱ一系列操作包括蒸发浓缩、______、过滤.

(2)实验室中煅烧碳酸钙时,盛放碳酸钙所用的仪器是______(填名称).

(3)X物质为______(填化学式,下同),Y物质为______,可循环利用的物质的有______

(4)要测定所制得的硫酸铵纯度,取10.0g样品,完全溶于水,向溶液中滴加过量的氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥后称量固体的质量为16.31g.为避免引起误差,检验氯化钡溶液是否过量最好的试剂是______,所制得硫酸铵的纯度为______

(5)图2中装置不能用于实验室制氨气的是______(填序号).

选择氨气的制取装置后,再用图3装置收集干燥的氨气,并制取硫酸铵溶液,连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a接__________________________________________

上述装置中CCl4的作用是______

正确答案

解:硫酸钙悬浊液通入足量的氨气,使溶液成碱性,再通适量的二氧化碳,与溶液中的氨水、硫酸钙悬浊液反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,经过过滤分离得到碳酸钙沉淀再煅烧生成生石灰,而旅游硫酸铵经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥得到硫酸铵晶体;

(1)由分析知:B为碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,分离二者的实验操作应为:过滤,滤液硫酸铵溶液,使硫酸铵在溶液中析出的方法为:先加热制成饱和溶液

(蒸发浓缩)再降温冷却,结晶析出(冷却结晶),过滤;

故答案为:过滤;冷却结晶;

(2)碳酸钙为固体,高温加热或煅烧固体,应把固体放在坩埚中,故盛放碳酸钙所用的仪器是坩埚;

故答案为:坩埚;

(3)中性条件下CO2的溶解度很小,但是氨气易溶于水,得到的碱性溶液易和二氧化碳反应,能把CaSO4完全转化为CaCO3,往CaSO4悬浊液中加入NH3后,发生反应如下:CaSO4+2NH3+2H2OCa(OH)2+(NH42SO4,向其中加入CO2可以生成CaCO3,平衡向正方向移动,有利于(NH42SO4的生成,则X为NH3,Y为CO2;根据反应流程得知:工艺流程中生成NH3和CO2,也需要使用NH3和CO2,可循环利用的物质的有NH3,CO2

故答案为:NH3;CO2; NH3,CO2

(4)要测定所制得的硫酸铵纯度,取10.0g样品,完全溶于水,向溶液中滴加过量的氯化钡溶液,目的是使硫酸根离子完全沉淀,静置向上层清液再滴加氯化钡就不会有沉淀生成,可以检验氯化钡是否已过量;

向溶液中滴加过量的氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥后的固体为硫酸钡,质量为16.31g,n(BaSO4)===0.07mol,n((NH4)2SO4)=n(SO42+)=n(BaSO4)=0.07mol,m((NH4)2SO4)=n•M=0.07mol×132g/mol=9.24g,硫酸铵的纯度=×100%=92.4%;

故答案为:氯化钡溶液;92.4%;

(5)甲:氯化铵受热分解成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢一冷却马上又可以化合成氯化铵,这个方案很难制氨气;

乙:氨水中存在平衡关系:NH3+H2O═NH3•H2O═NH4++OH-,加热浓氨水,氨气溶解度降低,从溶液中逸出,平衡向逆反应方向移动,可以制取氨气;

丙:熟石灰和氯化铵混合后加热可以制取氨气,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,可以制取氨气;

丁:利用CaO与H2O剧烈反应,生成Ca(OH)2,放出大量热,促进NH3•H2O的分解及NH3的挥发逸出,又由于Ca(OH)2是强碱,也促进NH3•H2O的分解及NH3的挥发逸出,反应的化学方程式为:NH3•H2O+CaO═NH3↑+Ca(OH)2,可以制取氨气;故选甲;

选择氨气的制取装置后,再用图3装置收集干燥的氨气,并制取硫酸铵溶液,顺序为:制气装置、干燥装置、集气装置、吸收装置、尾气处理装置;连接的顺序(用接口序号字母表示)是:de,gf,cb,h;

上述装置中,水的密度比四氯化碳小,浮在四氯化碳的上面,四氯化碳不能和氨气反应,也不溶解氨气,该装置既能够吸收易溶性气体,又能够防止倒吸;

故答案为:甲;d;e;g;f;c;b;h;防倒吸.

解析

解:硫酸钙悬浊液通入足量的氨气,使溶液成碱性,再通适量的二氧化碳,与溶液中的氨水、硫酸钙悬浊液反应生成碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,经过过滤分离得到碳酸钙沉淀再煅烧生成生石灰,而旅游硫酸铵经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥得到硫酸铵晶体;

(1)由分析知:B为碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液,分离二者的实验操作应为:过滤,滤液硫酸铵溶液,使硫酸铵在溶液中析出的方法为:先加热制成饱和溶液

(蒸发浓缩)再降温冷却,结晶析出(冷却结晶),过滤;

故答案为:过滤;冷却结晶;

(2)碳酸钙为固体,高温加热或煅烧固体,应把固体放在坩埚中,故盛放碳酸钙所用的仪器是坩埚;

故答案为:坩埚;

(3)中性条件下CO2的溶解度很小,但是氨气易溶于水,得到的碱性溶液易和二氧化碳反应,能把CaSO4完全转化为CaCO3,往CaSO4悬浊液中加入NH3后,发生反应如下:CaSO4+2NH3+2H2OCa(OH)2+(NH42SO4,向其中加入CO2可以生成CaCO3,平衡向正方向移动,有利于(NH42SO4的生成,则X为NH3,Y为CO2;根据反应流程得知:工艺流程中生成NH3和CO2,也需要使用NH3和CO2,可循环利用的物质的有NH3,CO2

故答案为:NH3;CO2; NH3,CO2

(4)要测定所制得的硫酸铵纯度,取10.0g样品,完全溶于水,向溶液中滴加过量的氯化钡溶液,目的是使硫酸根离子完全沉淀,静置向上层清液再滴加氯化钡就不会有沉淀生成,可以检验氯化钡是否已过量;

向溶液中滴加过量的氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥后的固体为硫酸钡,质量为16.31g,n(BaSO4)===0.07mol,n((NH4)2SO4)=n(SO42+)=n(BaSO4)=0.07mol,m((NH4)2SO4)=n•M=0.07mol×132g/mol=9.24g,硫酸铵的纯度=×100%=92.4%;

故答案为:氯化钡溶液;92.4%;

(5)甲:氯化铵受热分解成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢一冷却马上又可以化合成氯化铵,这个方案很难制氨气;

乙:氨水中存在平衡关系:NH3+H2O═NH3•H2O═NH4++OH-,加热浓氨水,氨气溶解度降低,从溶液中逸出,平衡向逆反应方向移动,可以制取氨气;

丙:熟石灰和氯化铵混合后加热可以制取氨气,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,可以制取氨气;

丁:利用CaO与H2O剧烈反应,生成Ca(OH)2,放出大量热,促进NH3•H2O的分解及NH3的挥发逸出,又由于Ca(OH)2是强碱,也促进NH3•H2O的分解及NH3的挥发逸出,反应的化学方程式为:NH3•H2O+CaO═NH3↑+Ca(OH)2,可以制取氨气;故选甲;

选择氨气的制取装置后,再用图3装置收集干燥的氨气,并制取硫酸铵溶液,顺序为:制气装置、干燥装置、集气装置、吸收装置、尾气处理装置;连接的顺序(用接口序号字母表示)是:de,gf,cb,h;

上述装置中,水的密度比四氯化碳小,浮在四氯化碳的上面,四氯化碳不能和氨气反应,也不溶解氨气,该装置既能够吸收易溶性气体,又能够防止倒吸;

故答案为:甲;d;e;g;f;c;b;h;防倒吸.

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简答题

半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率,三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂.实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl2在曲颈瓶中模拟工业生产制取PCl3,装置如图所示:(部分夹持装置略去)

已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5.PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl;遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3.PCl3、POCl3的熔沸点见下表:

请回答下列问题:

(1)B中所装试剂是______;E中冷水的作用是______

(2)F中碱石灰的作用1是______

(3)实验时,检查装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷.通干燥CO2的作用是______

(4)粗产品中常含有POC13、PCl5等.加入黄磷加热除去PCl5后,通过______(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3

(5)实验结束时,可以利用C中的试剂吸收多余的氯气,C中反应的离子方程式为______

(6)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数:

①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液;

②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL 0.1000mol/L碘水,充分反应;

③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000mol/L的Na2S2O3,溶液滴定;

④重复②、③操作,平均消耗Na2S2O3溶液8.40mL.

已知:H3PO3+I2═H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6,根据上述数据,假设测定过程中没有其他反应,该产品中PCl3的质量分数为______

正确答案

解:(1)因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,氯气和浓硫酸不反应,所以能用浓硫酸干燥氯气,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),

故答案为:浓硫酸;冷凝PCl3防止其挥发;

(2)因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应,

故答案为:吸收多余的氯气,防止空气中的水蒸汽进入烧瓶中和PCl3 反应;

(3)通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止白磷与空气中的氧气发生自燃;

故答案为:排尽装置中的空气,防止黄磷自燃;

(4)由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离,

故答案为:蒸馏;

(5)氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠和次氯酸钠:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+2H2O,

故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+2H2O;

(6)0.1000mol•L-1碘溶液10.00mL中含有碘单质的物质的量为:0.1000mol•L-1×0.0100L=0.00100mol,根据反应I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知,与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为:0.00100mol-0.1000mol•L-1×0.00084L×=0.00058mol,再由H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI可知,25mL三氯化磷水解后的溶液中含有的H3PO3的物质的量为:n(H3PO3)=n(I2)=0.00058mol,250mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为:0.00058mol×=0.0058mol,所以1.00g产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.0058mol,该产品中PCl3的质量分数为:×100%=79.75%;

故答案为:79.75%.

解析

解:(1)因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,氯气和浓硫酸不反应,所以能用浓硫酸干燥氯气,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发(冷凝),

故答案为:浓硫酸;冷凝PCl3防止其挥发;

(2)因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应,

故答案为:吸收多余的氯气,防止空气中的水蒸汽进入烧瓶中和PCl3 反应;

(3)通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止白磷与空气中的氧气发生自燃;

故答案为:排尽装置中的空气,防止黄磷自燃;

(4)由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离,

故答案为:蒸馏;

(5)氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠和次氯酸钠:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+2H2O,

故答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+2H2O;

(6)0.1000mol•L-1碘溶液10.00mL中含有碘单质的物质的量为:0.1000mol•L-1×0.0100L=0.00100mol,根据反应I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知,与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为:0.00100mol-0.1000mol•L-1×0.00084L×=0.00058mol,再由H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI可知,25mL三氯化磷水解后的溶液中含有的H3PO3的物质的量为:n(H3PO3)=n(I2)=0.00058mol,250mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为:0.00058mol×=0.0058mol,所以1.00g产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.0058mol,该产品中PCl3的质量分数为:×100%=79.75%;

故答案为:79.75%.

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简答题

(2015秋•广东月考)碘硫化学循环原理如图1所示.

(1)写出反应①的化学方程式______,其中I2体现的是______性.

(2)综合①②③三个反应,可看出该化学循环是为了制备某种能源气体,该气体的化学式是______

(3)铁酸铜(CuFe2O4)是反应③的良好的催化剂.某课外小组制备铁酸铜(CuFe2O4)的流程如图:

搅拌Ⅰ所加Fe(NO33、Cu(NO32溶液的物质的量浓度分别为2.6mol•L-1、2.2mol•L-1

①写出搅拌Ⅰ中的化学方程式______

②搅拌Ⅰ要跟踪操作过程的pH变化.在滴加KOH溶液至pH=4的过程中(假设溶液体积不变),小组同学绘制溶液中c(Fe3+)、c(Cu2+)随pH变化的曲线如图2,其中正确的是______(用“A”、“B”填空).  (已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39、Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20

③操作Ⅱ为____________

④在搅拌Ⅰ中即使搅拌20h,原料中的铁也不能全部转化为样品,请设计实验验证______

正确答案

解:(1)反应①为二氧化硫与单质碘反应生成HI和硫酸,其反应的方程式为:I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4;反应中I元素的化合价降低,则I2被还原作氧化剂,体现氧化性;

故答案为:I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4;氧化;

(2)二氧化硫和水、碘单质发生本生反应生成硫酸、氢碘酸,碘化氢分解生成碘和氢气,所以该反应释放的能源气体为氢气;

故答案为:H2

(4)①Fe(NO33和Cu(NO32混合溶液中加入一定量KOH溶液反应生成CuFe2O4和KNO3,其反应的方程式为:2Fe(NO33+Cu(NO32+8KOH=CuFe2O4+8KNO3+4H2O;

故答案为:2Fe(NO33+Cu(NO32+8KOH=CuFe2O4+8KNO3+4H2O;

②搅拌Ⅰ所得溶液中Fe(NO33、Cu(NO32的物质的量浓度分别为2.6mol•L-1、1.3mol•L-1.沉淀完全的离子浓度小于10-5mol/L

已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,c(OH-)==6.4×10-12mol/L,c(H+)=1.6×10-3mol/L,PH=3-lg1.6≈2.8,图象中铁离子沉淀完全的PH错误,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,溶液中氢氧根离子浓度c(OH-)==4.7×10-8mol/L,c(H+)==2.1×10-7mol/L,PH≈6.7,图象A符合,

故答案为:A;

③流程中是过滤得到的滤渣经过洗涤干燥进行灼烧,操作Ⅲ为洗涤、干燥,

故答案为:洗涤、干燥;

④搅拌Ⅰ的目的是将铁离子转化成CuFe2O4,可以利用KSCN溶液检验铁离子,而判断铁有没有全部转化为样品,设计实验为取滤液(搅拌反应后的溶液)少量于试管中,加入几滴KSCN溶液,溶液变为血红色,说明铁没有全部转化为样品,

故答案为:取滤液(搅拌反应后的溶液)少量于试管中,加入几滴KSCN溶液,溶液变为血红色.

解析

解:(1)反应①为二氧化硫与单质碘反应生成HI和硫酸,其反应的方程式为:I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4;反应中I元素的化合价降低,则I2被还原作氧化剂,体现氧化性;

故答案为:I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4;氧化;

(2)二氧化硫和水、碘单质发生本生反应生成硫酸、氢碘酸,碘化氢分解生成碘和氢气,所以该反应释放的能源气体为氢气;

故答案为:H2

(4)①Fe(NO33和Cu(NO32混合溶液中加入一定量KOH溶液反应生成CuFe2O4和KNO3,其反应的方程式为:2Fe(NO33+Cu(NO32+8KOH=CuFe2O4+8KNO3+4H2O;

故答案为:2Fe(NO33+Cu(NO32+8KOH=CuFe2O4+8KNO3+4H2O;

②搅拌Ⅰ所得溶液中Fe(NO33、Cu(NO32的物质的量浓度分别为2.6mol•L-1、1.3mol•L-1.沉淀完全的离子浓度小于10-5mol/L

已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,c(OH-)==6.4×10-12mol/L,c(H+)=1.6×10-3mol/L,PH=3-lg1.6≈2.8,图象中铁离子沉淀完全的PH错误,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,溶液中氢氧根离子浓度c(OH-)==4.7×10-8mol/L,c(H+)==2.1×10-7mol/L,PH≈6.7,图象A符合,

故答案为:A;

③流程中是过滤得到的滤渣经过洗涤干燥进行灼烧,操作Ⅲ为洗涤、干燥,

故答案为:洗涤、干燥;

④搅拌Ⅰ的目的是将铁离子转化成CuFe2O4,可以利用KSCN溶液检验铁离子,而判断铁有没有全部转化为样品,设计实验为取滤液(搅拌反应后的溶液)少量于试管中,加入几滴KSCN溶液,溶液变为血红色,说明铁没有全部转化为样品,

故答案为:取滤液(搅拌反应后的溶液)少量于试管中,加入几滴KSCN溶液,溶液变为血红色.

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简答题

某小组利用如图1装置,用苯与溴在FeBr3催化作用下制备溴苯:

反应剧烈进行,烧瓶中有大量红棕色蒸气,锥形瓶中导管口有白雾出现,蒸馏水逐渐变成黄色.反应停止后按

如图2流程分离产品:

已知:溴苯难溶于水,与有机溶剂互溶;溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃.

(1)操作Ⅰ为______,操作Ⅱ为______

(2)“水洗”、“NaOH溶液洗”需要用到的玻璃仪器是______、烧杯.

(3)向“水洗”后所得水相中滴加KSCN溶液,溶液变红色.推测水洗的主要目的是除去______

(4)锥形瓶中蒸馏水变黄的原因是______

(5)已知苯与溴发生的是取代反应,推测反应后锥形瓶中液体含有的两种大量离子,并设计实验方案验证你的推测.

(限选试剂:镁条、四氯化碳、氯水、溴水、蒸馏水)

正确答案

解:苯及溴在FeBr3催化作用下制备溴苯,反应混合物中含有苯、溴苯、溴、FeBr3以及Fe,由流程可知经操作Ⅰ后得到固体残留物,则操作Ⅰ应为过滤,固体残留物为Fe粉,液体中含有FeBr3等,可溶于水,水洗后进行分液分离,有机相中含有苯、溴苯、溴,加入氢氧化钠溶液除去Br2,再经过分液分离,水相中主要含有NaBr、NaBrO等,有机相中含有苯、溴苯,由于二者沸点不同,可进行蒸馏分离.

(1)由以上分析可知操作Ⅰ为过滤,操作Ⅱ为蒸馏,故答案为:过滤;蒸馏;

(2)经“水洗”、“NaOH 溶液洗”后得到水相和有机相,则应为分液操作,除需要烧杯外,还需要分液漏斗,故答案为:分液漏斗;

(3)“水洗”主要目的是除去 FeBr3,“NaOH溶液洗”主要目的是除去Br2,故答案为:FeBr3

(4)由于溴易挥发,锥形瓶中水溶解了从烧瓶中挥发出的溴而变黄,故答案为:溶解了从烧瓶中挥发出的溴;

(5)苯与溴发生的是取代反应,反应生成HBr溶于锥形瓶中,溶液中含有大量的Br-、H+,由于溴易挥发,锥形瓶中会溶解少量的溴,用四氯化碳溶液萃取分离,分别取少量上层无色溶液于试管A、B中,试管A中滴入少量氯水,置换出溴单质,溶液由无色变黄色,证明含有Br-离子,向B试管中加入Mg条,有大量气泡生成,证明含有H+离子,

故答案为:

解析

解:苯及溴在FeBr3催化作用下制备溴苯,反应混合物中含有苯、溴苯、溴、FeBr3以及Fe,由流程可知经操作Ⅰ后得到固体残留物,则操作Ⅰ应为过滤,固体残留物为Fe粉,液体中含有FeBr3等,可溶于水,水洗后进行分液分离,有机相中含有苯、溴苯、溴,加入氢氧化钠溶液除去Br2,再经过分液分离,水相中主要含有NaBr、NaBrO等,有机相中含有苯、溴苯,由于二者沸点不同,可进行蒸馏分离.

(1)由以上分析可知操作Ⅰ为过滤,操作Ⅱ为蒸馏,故答案为:过滤;蒸馏;

(2)经“水洗”、“NaOH 溶液洗”后得到水相和有机相,则应为分液操作,除需要烧杯外,还需要分液漏斗,故答案为:分液漏斗;

(3)“水洗”主要目的是除去 FeBr3,“NaOH溶液洗”主要目的是除去Br2,故答案为:FeBr3

(4)由于溴易挥发,锥形瓶中水溶解了从烧瓶中挥发出的溴而变黄,故答案为:溶解了从烧瓶中挥发出的溴;

(5)苯与溴发生的是取代反应,反应生成HBr溶于锥形瓶中,溶液中含有大量的Br-、H+,由于溴易挥发,锥形瓶中会溶解少量的溴,用四氯化碳溶液萃取分离,分别取少量上层无色溶液于试管A、B中,试管A中滴入少量氯水,置换出溴单质,溶液由无色变黄色,证明含有Br-离子,向B试管中加入Mg条,有大量气泡生成,证明含有H+离子,

故答案为:

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简答题

以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝,既降低环境污染又可提高铝资源的利用率.已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备实验流程如图1:

(1)铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为______

(2)用图2中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为______(填选项编号).

(3)在实验流程中,加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为______

(4)验证“沉铁”后,溶液中是否还含有铁离子的操作方法为______

(5)若用调节pH溶液“沉铁”,则得到Fe(OH)3,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______

(6)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为:4[NH4Al(SO42•12H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+

5SO3↑+3SO2↑+53H2O,将产生的气体通过图3所示的装置.

①集气瓶中收集到的气体是______ (填化学式).

②KMnO4溶液褪色,发生的离子反应方程式为______

正确答案

解:铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3)加稀硫酸,Al2O3、FeO、Fe2O3转化为离子,SiO2不溶于硫酸,过滤,滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+,加双氧水,Fe2+被氧化为Fe3+,加入K4[Fe(CN)6]Fe3+转化为沉淀,过滤,在滤液中加入硫酸铵,生成NH4Al(SO42,结晶、干燥、煅烧得到α-Al2O3

(1)Al2O3与硫酸反应生成硫酸铝和水,其反应的方程式为:Al2O3+3H2SO4=Al2(SO43+3H2O;

故答案为:Al2O3+3H2SO4=Al2(SO43+3H2O;

(2)A.蒸发皿不能用来加热固体,故A不符合;

B.铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠,故B符合;

C.玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应,故C不符合;

D.瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应,故D不符合;

故答案为:B;

(3)滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+,加30%的H2O2溶液Fe2+被氧化为Fe3+,其反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(4)三价铁离子遇到K4[Fe(CN)6]溶液变蓝色,故答案为:静置,溶液澄清后,继续向上层清液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若无现象,则溶液中不含有铁元素,反之,则有;

(5)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

(6)①NH4Al(SO42•12H2O分解生成的气体NH3和SO3被亚硫酸钠吸收,二氧化硫被高锰酸钾吸收,所以最后集气瓶中收集到的气体是N2

故答案为:N2

②酸性条件下,KMnO4与二氧化硫反应生成硫酸根离子和锰离子,其反应的离子方程式为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+

故答案为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+

解析

解:铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3)加稀硫酸,Al2O3、FeO、Fe2O3转化为离子,SiO2不溶于硫酸,过滤,滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+,加双氧水,Fe2+被氧化为Fe3+,加入K4[Fe(CN)6]Fe3+转化为沉淀,过滤,在滤液中加入硫酸铵,生成NH4Al(SO42,结晶、干燥、煅烧得到α-Al2O3

(1)Al2O3与硫酸反应生成硫酸铝和水,其反应的方程式为:Al2O3+3H2SO4=Al2(SO43+3H2O;

故答案为:Al2O3+3H2SO4=Al2(SO43+3H2O;

(2)A.蒸发皿不能用来加热固体,故A不符合;

B.铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠,故B符合;

C.玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应,故C不符合;

D.瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应,故D不符合;

故答案为:B;

(3)滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+,加30%的H2O2溶液Fe2+被氧化为Fe3+,其反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(4)三价铁离子遇到K4[Fe(CN)6]溶液变蓝色,故答案为:静置,溶液澄清后,继续向上层清液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若无现象,则溶液中不含有铁元素,反之,则有;

(5)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

(6)①NH4Al(SO42•12H2O分解生成的气体NH3和SO3被亚硫酸钠吸收,二氧化硫被高锰酸钾吸收,所以最后集气瓶中收集到的气体是N2

故答案为:N2

②酸性条件下,KMnO4与二氧化硫反应生成硫酸根离子和锰离子,其反应的离子方程式为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+

故答案为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+

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