- 比色法
- 共1072题
双鸭山市第一中学高二化学兴趣小组在实验室中制备硝基苯的主要步骤如下：
a．配制一定比例的浓H2SO4与浓HNO3的混合酸，加入反应器中；
b．向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振荡，混合均匀；
c．在一定温度下发生反应，直至反应结束；
d．粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤；
e．将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏，得到纯净硝基苯．请填写下列空白：
①制备硝基苯的反应类型是______．
②配制一定比例的浓H2SO4和浓HNO3的混合酸时，操作的注意事项是：______．
③步骤d中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是______．
④步骤d中粗产品用5%NaOH溶液洗涤的目的是______．
正确答案
取代反应
先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却
分液漏斗
除去粗产品中残留的酸
解析
解：①在浓硫酸作催化剂、加热条件下，苯中的氢原子被硝基取代生成硝基苯，所以该反应属于取代反应，反应方程式为：
故答案为：取代反应；
②浓硫酸密度大于浓硝酸，浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热，配制混酸操作注意事项是：先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却，
故答案为：先将浓硝酸注入容器中，再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌和冷却；
③硝基苯是油状液体，与水不互溶，分离互不相溶的液态，采取分液操作，需要用分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
④反应得到粗产品中有残留的硝酸及硫酸，用5%氢氧化钠溶液洗涤除去粗产品中残留的酸，
故答案为：除去粗产品中残留的酸．
四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：
回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性．该过程中有如下反应发生．
2Fe3++Fe═3Fe2+
2TiO2+（无色）+Fe+4H+═2Ti3+（紫色）+Fe2++2H2O
Ti3+（紫色）+Fe3++H2O═TiO2+（无色）+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是______．
（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2•nH2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在______范围．
（3）若把③中制得的固体TiO2•nH2O用酸清洗除去其中的Fe（OH）3杂质，还可制得钛白粉．已知25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=2.79×10-39，该温度下反应Fe（OH）3+3H+⇌Fe3++H2O的平衡常数K=______．
（4）已知：TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+O2（g）△H=+140kJ•mol-1；2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ•mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：______．
（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点．依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是______（只要求写出一项）．
（6）依据如表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用______方法．
正确答案
使Fe3+还原为Fe2+，生成Ti3+保护Fe2+不被氧化．
1nm-100nm
2.79×103
TiO2（s）+2C（s）+2Cl2 （g）=TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81KJ•mol-1
产生了废气，废液，废渣等
蒸馏（或分馏）等方法
解析
解：（1）由反应方程式可知，加入铁屑作还原剂，将Fe3+还原为Fe2+，且反应生成Ti3+保护Fe2+不被氧化．
故答案为：使Fe3+还原为Fe2+，生成Ti3+保护Fe2+不被氧化；
（2）控制条件以形成TiO2•n H2O溶胶，说明得到胶体，其分散质颗粒直径大小为10-9～10-7m（或1nm-100nm），
故答案为：10-9～10-7m（或1nm-100nm）；
（3）Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=2.79×10-39，反应Fe （OH）3+3H+⇌Fe3++H2O的平衡常数K=
故答案为：2.79×103；
（4）①TiO2 （s）+2Cl2 （g）═TiCl4（l）+O2（g）△H=+140KJ•mol-1
②2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221KJ•mol-1
依据盖斯定律①+②得到：TiO2（s）+2C（s）+2Cl2 （g）=TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81KJ•mol-1；
故答案为：TiO2（s）+2C（s）+2Cl2 （g）=TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81KJ•mol-1
（5）由工艺流程可知，生成中产生废气，废液，废渣等，不符合绿色化学理念，
故答案为：产生了废气，废液，废渣等；
（6）由表中数据可知，SiCl4、TiCl4为液体，二者沸点相差较大，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用蒸馏（或分馏）方法，
故答案为：蒸馏（或分馏）．
氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等．某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH3（g）+CO2（g）═NH2COONH4（s）△H＜0
（1）如用图装置A制取氨气，你所选择的试剂是______．
（2）制备氨基甲酸铵的装置B如图所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中．当悬浮物较多时，停止制备．
注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质
①发生器用冰水冷却的原因是：______、______．
液体石蜡鼓泡瓶的作用是：______．
②从反应后的混合物中分离出产品，为了得到干燥产品，应采取的方法是______（填写选项序号）．
a．常压加热烘干 b．高压加热烘干 c．真空40℃以下烘干
③尾气处理装置如图C所示．
双通玻璃管的作用：______；浓硫酸的作用：______、______．
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品11.73g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为15.00g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为______．
正确答案
解：（1）把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气，故答案为：浓氨水与氢氧化钠固体（CaO、碱石灰）等；
（2）①反应2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）+Q，是放热反应，降温平衡正向进行，温度升高；发生器用冰水冷却提高反应物质转化率，防止生成物温度过高分解，液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比，故答案为：降温提高反应物转化率、防止产物分解；通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
②生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，利用过滤得到的氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、不能加热烘干，应在真空40℃以下烘干，故答案为：c；
③双通玻璃管的作用是防止液体倒吸；浓硫酸起到吸收多余的氨气，同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解，故答案为：防止倒吸；吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解；
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品11.73g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为15.00g，碳酸钙的物质的量为0.15mol，设样品中氨基甲酸铵物质的量为x，碳酸氢铵物质的量为y，依据碳元素守恒得到；
x+y=0.15
78x+79y=11.73
解得x=0.12mol
y=0.03mol
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=
解析
解：（1）把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气，故答案为：浓氨水与氢氧化钠固体（CaO、碱石灰）等；
（2）①反应2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（s）+Q，是放热反应，降温平衡正向进行，温度升高；发生器用冰水冷却提高反应物质转化率，防止生成物温度过高分解，液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比，故答案为：降温提高反应物转化率、防止产物分解；通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
②生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，利用过滤得到的氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、不能加热烘干，应在真空40℃以下烘干，故答案为：c；
③双通玻璃管的作用是防止液体倒吸；浓硫酸起到吸收多余的氨气，同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解，故答案为：防止倒吸；吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解；
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品11.73g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为15.00g，碳酸钙的物质的量为0.15mol，设样品中氨基甲酸铵物质的量为x，碳酸氢铵物质的量为y，依据碳元素守恒得到；
x+y=0.15
78x+79y=11.73
解得x=0.12mol
y=0.03mol
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=
某种镁矿石的主要成分是碳酸镁，还含有较多的脉石（SiO2）和少量石灰石．图1所示是利用该镁矿石制备七水硫酸镁（MgSO4•7H2O）的工艺流程，图2是CaSO4和MgSO4的溶解度曲线．
根据以上信息回答下列问题：
（1）步骤①可在图3装置中进行，仪器A的名称是______，硫酸要分批缓慢加入的原因是______，矿石要粉碎和反应过程中不断搅拌的主要目的是______，碳酸镁与硫酸反应的化学方程式______．
（2）沉淀A的成分是SiO2和少量的______，
（3）上述流程中多次用到了过滤操作，实验室过滤时需要用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯和______．步骤④趁热过滤的作用是______．
（4）步骤⑦的操作名称是过滤、______、______．过滤操作时需将步骤⑥中冷却结晶后的溶液和晶体转移到漏斗中，最后器壁上往往还沾有少量晶体，需选用一种液体将器壁上的晶体淋洗并倾入漏斗中，下列液体最合适的是______
A．冰水 B．滤液 C．稀硫酸 D．无水乙醇
（5）步骤⑦中洗涤晶体时，先冰水洗，后用酒精洗，用冰水洗的目的：①除去晶体表面的硫酸等杂质，②______，用酒精洗的目的是______
（6）步骤⑦不宜采用加热干燥的方法，可能的原因是______．
（7）晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，主要步骤有：①称量，②置于烘箱中脱结晶水，③冷却，④称量，⑤重复②～④至恒重，⑥计算．步骤③需要在干燥器中进行，理由是______；步骤⑤的目的是______．
正确答案
解：镁矿石的主要成分是碳酸镁，还含有较多的脉石（SiO2）和少量石灰石，加入硫酸后二氧化硅不反应，而碳酸镁、碳酸钙与硫酸反应生成硫酸钙、硫酸镁，硫酸钙为微溶物，则沉淀A中含有二氧化硅和硫酸钙；滤液中含有硫酸镁、硫酸和少量硫酸钙，根据温度对硫酸镁、硫酸钙的影响可通过蒸发浓缩、趁热过滤的方法出去硫酸钙，从而得到硫酸镁溶液；然后对过滤Ⅱ所得滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体，再通过⑦过滤、洗涤、干燥获得七水硫酸镁（MgSO4•7H2O），
（1）图3中A的名称为三颈烧瓶；硫酸与碳酸镁、碳酸钙的反应中有二氧化碳气体生成，若加入硫酸的量过快，则会导致反应中产生大量泡沫使物料从反应器溢出，所以加入分批缓慢加入硫酸的目的是防止硫酸加入过快导致反应中产生大量泡沫使物料从反应器溢出；
由于反应生成的硫酸钙包裹在镁矿石表面会导致反应难以进行，所以矿石要粉碎且反应过程中不断搅拌；
碳酸镁与硫酸反应的化学方程式为：MgCO3+H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑，
故答案为：三颈烧瓶；防止硫酸加入过快导致反应中产生大量泡沫使物料从反应器溢出；防止反应生成的硫酸钙包裹在镁矿石表面导致反应难以进行；MgCO3+H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑；
（2）硫酸钙微溶，所以沉淀A为CaSO4或CaSO4•2H2O，
故答案为：CaSO4或CaSO4•2H2O；
（3）根据过滤操作的方法可知，实验室过滤时需要用到的玻璃仪器是：玻璃棒、烧杯和漏斗；
温度较高时，MgSO4在溶液中溶解度较大，所以趁热过滤可以防止MgSO4从溶液中以晶体的形式析出，
故答案为：漏斗；防止MgSO4•7H2O晶体析出；
（4）获得较纯的硫酸镁晶体，需要通过过滤、洗涤、干燥的操作方法完成；
MgSO4难溶于乙醇，用乙醇冲洗可以减少MgSO4的损失，而选用冰水、滤液、稀硫酸均能使硫酸镁因为溶解而损失，
故答案为：洗涤、干燥；D；
（5）步骤⑦中洗涤晶体时，先冰水洗，后用酒精洗，用冰水洗的目的：①除去晶体表面的硫酸等杂质，②温度低溶解度小，从而降低洗涤过程中MgSO4•7H2O的损耗；获得的硫酸镁晶体表明中含有多余的水分，硫酸镁不溶于乙醇，故可用酒精洗洗涤，
故答案为：降低洗涤过程中MgSO4•7H2O的损耗；除去晶体表面的水；
（6）MgSO4•7H2O受热易分解失去结晶水转化为MgSO4，使得到的硫酸镁晶体的质量减小，所以不能采用直接加热法干燥；
故答案为：加热易使MgSO4•7H2O失去结晶水；
（7）晶体易吸水，为防止吸水步骤③需要在干燥器中进行；
步骤⑤重复步骤②～④至恒重，其目的是保证结晶水完全失去，减小测定误差，
故答案为：防止吸水；检验晶体中的结晶水是否已全部失去．
解析
解：镁矿石的主要成分是碳酸镁，还含有较多的脉石（SiO2）和少量石灰石，加入硫酸后二氧化硅不反应，而碳酸镁、碳酸钙与硫酸反应生成硫酸钙、硫酸镁，硫酸钙为微溶物，则沉淀A中含有二氧化硅和硫酸钙；滤液中含有硫酸镁、硫酸和少量硫酸钙，根据温度对硫酸镁、硫酸钙的影响可通过蒸发浓缩、趁热过滤的方法出去硫酸钙，从而得到硫酸镁溶液；然后对过滤Ⅱ所得滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体，再通过⑦过滤、洗涤、干燥获得七水硫酸镁（MgSO4•7H2O），
（1）图3中A的名称为三颈烧瓶；硫酸与碳酸镁、碳酸钙的反应中有二氧化碳气体生成，若加入硫酸的量过快，则会导致反应中产生大量泡沫使物料从反应器溢出，所以加入分批缓慢加入硫酸的目的是防止硫酸加入过快导致反应中产生大量泡沫使物料从反应器溢出；
由于反应生成的硫酸钙包裹在镁矿石表面会导致反应难以进行，所以矿石要粉碎且反应过程中不断搅拌；
碳酸镁与硫酸反应的化学方程式为：MgCO3+H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑，
故答案为：三颈烧瓶；防止硫酸加入过快导致反应中产生大量泡沫使物料从反应器溢出；防止反应生成的硫酸钙包裹在镁矿石表面导致反应难以进行；MgCO3+H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑；
（2）硫酸钙微溶，所以沉淀A为CaSO4或CaSO4•2H2O，
故答案为：CaSO4或CaSO4•2H2O；
（3）根据过滤操作的方法可知，实验室过滤时需要用到的玻璃仪器是：玻璃棒、烧杯和漏斗；
温度较高时，MgSO4在溶液中溶解度较大，所以趁热过滤可以防止MgSO4从溶液中以晶体的形式析出，
故答案为：漏斗；防止MgSO4•7H2O晶体析出；
（4）获得较纯的硫酸镁晶体，需要通过过滤、洗涤、干燥的操作方法完成；
MgSO4难溶于乙醇，用乙醇冲洗可以减少MgSO4的损失，而选用冰水、滤液、稀硫酸均能使硫酸镁因为溶解而损失，
故答案为：洗涤、干燥；D；
（5）步骤⑦中洗涤晶体时，先冰水洗，后用酒精洗，用冰水洗的目的：①除去晶体表面的硫酸等杂质，②温度低溶解度小，从而降低洗涤过程中MgSO4•7H2O的损耗；获得的硫酸镁晶体表明中含有多余的水分，硫酸镁不溶于乙醇，故可用酒精洗洗涤，
故答案为：降低洗涤过程中MgSO4•7H2O的损耗；除去晶体表面的水；
（6）MgSO4•7H2O受热易分解失去结晶水转化为MgSO4，使得到的硫酸镁晶体的质量减小，所以不能采用直接加热法干燥；
故答案为：加热易使MgSO4•7H2O失去结晶水；
（7）晶体易吸水，为防止吸水步骤③需要在干燥器中进行；
步骤⑤重复步骤②～④至恒重，其目的是保证结晶水完全失去，减小测定误差，
故答案为：防止吸水；检验晶体中的结晶水是否已全部失去．
现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁（Mg3N2）．已知实验中可能会发生下列反应：
①2Mg+O2
④Mg+H2O 
可供选择的装置和药品如下图所示（镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连）．
回答下列问题；
（1）在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置（填字母代号）及其目的分别______；
（2）连接并检查实验装置的气密性．实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是（填字母代号）______；
（3）通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响？______，原因是______；
（4）请设计一个实验，验证产物是氮化镁：______．
正确答案
B 目的是除气流中的水蒸汽，避免反应④发生；D 目的是除去空气中的CO2，避免反应③发生；F 目的是除去空气中的氧气，避免反应①发生
j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）
制得的氮化镁将不纯
因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应
将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁
解析
解：（1）根据题中信息可知Mg在空气中点燃可以和O2、CO2、H2O反应，所以镁和氮气反应必须将空气中的O2、CO2、H2O除去制得干燥纯净的N2，浓硫酸作用是除去水蒸气，浓氢氧化钠是除去空气中二氧化碳，灼热的铜粉为了除去空气中氧气；
故答案为：B 目的是除气流中的水蒸汽，避免反应④发生；D 目的是除去空气中的CO2，避免反应③发生；F 目的是除去空气中的氧气，避免反应①发生；
（2）气体参与的物质制备实验中装置的连接一般顺序是：制备气体→除杂→干燥→制备→尾气处理；所以除去空气中的O2、CO2、H2O制备氮化镁，装置连接顺序是，j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）；
故答案为：j→h→g→d→c→k→l（或l→k）→a→b （或b→a）；
（3）因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应，如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度时，氧气不能除尽，导致氧同镁反应，而使氮化镁中混入氧化镁；
故答案为：制得的氮化镁将不纯，因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应；
（4）依据氮化镁和水反应生成氨气，方程式为 Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑，将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁；
故答案为：将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁；
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