- 比色法
- 共1072题
最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功．已知磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，具体生产磷铵流程如下：
回答下列问题：
（1）操作a的名称是______，实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有______；在实验室中操作b的名称是______．
（2）装置a中生成两种酸式盐，它们的化学式分别是______．
（3）依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是______（结晶水部分不写）．
（4）热交换器是实现冷热交换的装置．化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的，气、液热交换时通常使用的仪器是______．
（5）制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2、微量的SO3和酸雾．能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是______．（选填字母）
A．NaOH溶液、酚酞试液
B．KMnO4溶液、稀H2SO4
C．碘水、淀粉溶液
D．氨水、酚酞试液．
正确答案
解：（1）分离固体和液体的方法是过滤；过滤需要盛放药品的烧杯、过滤的漏斗、引流作用的玻璃棒、固定漏斗的铁架台（含铁圈）、滤纸等，此操作的非玻璃仪器或用品有铁架台（含铁圈）、滤纸；
从溶液中析出晶体的方法是：将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得相应晶体．
故答案为：过滤，铁架台（含铁圈）、滤纸；蒸发浓缩、冷却结晶．
（2）装置a中磷酸与氨气发生反应，磷酸是三元酸，可以生成（NH4）3PO4、（NH4）2HPO4、NH4H2PO4三种盐，其中（NH4）2HPO4、NH4H2PO4两种酸式盐．
故答案为：（NH4）2HPO4、NH4H2PO4．
（3）由信息可知生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸，磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，在萃取槽中与硫酸发生反应，有磷酸生成，结合流程中硫酸制备，故固体A应为CaSO4．
故答案为：CaSO4．
（4）能实现气、液热交换的装置是冷凝管，下口进水上口处谁，气体和水流方向相反，充分进行热交换．
故答案为：冷凝管．
（5）A、NaOH溶液与SO2、微量的SO3和酸雾反应，测量的SO2含量偏高，故A错误；
B、硫酸尾气中只有SO2能被酸性KMnO4溶液氧化，溶液颜色由紫红色变为无色，根据KMnO4溶液的体积结合方程式计算SO2的含量，故B正确；
C、硫酸尾气中只有SO2能被碘水氧化SO2，溶液颜色由蓝色变为无色，根据碘水溶液的体积结合方程式计算SO2的含量，故C正确；
D、氨水NaOH溶液与SO2、微量的SO3和酸雾反应，测量的SO2含量偏高，故D错误．
故选BC．
解析
解：（1）分离固体和液体的方法是过滤；过滤需要盛放药品的烧杯、过滤的漏斗、引流作用的玻璃棒、固定漏斗的铁架台（含铁圈）、滤纸等，此操作的非玻璃仪器或用品有铁架台（含铁圈）、滤纸；
从溶液中析出晶体的方法是：将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得相应晶体．
故答案为：过滤，铁架台（含铁圈）、滤纸；蒸发浓缩、冷却结晶．
（2）装置a中磷酸与氨气发生反应，磷酸是三元酸，可以生成（NH4）3PO4、（NH4）2HPO4、NH4H2PO4三种盐，其中（NH4）2HPO4、NH4H2PO4两种酸式盐．
故答案为：（NH4）2HPO4、NH4H2PO4．
（3）由信息可知生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸，磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，在萃取槽中与硫酸发生反应，有磷酸生成，结合流程中硫酸制备，故固体A应为CaSO4．
故答案为：CaSO4．
（4）能实现气、液热交换的装置是冷凝管，下口进水上口处谁，气体和水流方向相反，充分进行热交换．
故答案为：冷凝管．
（5）A、NaOH溶液与SO2、微量的SO3和酸雾反应，测量的SO2含量偏高，故A错误；
B、硫酸尾气中只有SO2能被酸性KMnO4溶液氧化，溶液颜色由紫红色变为无色，根据KMnO4溶液的体积结合方程式计算SO2的含量，故B正确；
C、硫酸尾气中只有SO2能被碘水氧化SO2，溶液颜色由蓝色变为无色，根据碘水溶液的体积结合方程式计算SO2的含量，故C正确；
D、氨水NaOH溶液与SO2、微量的SO3和酸雾反应，测量的SO2含量偏高，故D错误．
故选BC．
（一）如图所示，向250mL三颈瓶中加入2.7mL（2.3g）甲苯和100mL水，瓶口装一冷凝管，加热至沸．从冷凝管上口分批加入8.5g高锰酸钾．用少量水（约25mL）将粘在冷凝管内壁的高锰酸钾冲洗入烧瓶内．继续煮沸并间歇摇动烧瓶直到甲苯层消失，回流液不再有明显油珠，反应如下：
（二）将反应混合物趁热抽气过滤，用少量热水洗涤滤渣二氧化锰；洗涤的过程是将抽气暂时停止，在滤渣上加少量水，用玻棒小心搅动（不要使滤纸松动）．合并滤液并倒入400mL烧怀中，将烧杯冷却，然后用浓盐酸酸化，直到苯甲酸全部析出为止；得纯净的苯甲酸质量为1.83g．苯甲酸在不同温度下的溶解度如下表：
（1）加热前，应先向三颈瓶中加入______，其目的是______．
（2）反应结束时，溶液还显紫红色，可通过三颈瓶的一个口，向其中加入Na2SO3溶液，发生反应的离子方程式是______．（提示：在本实验条件下，高锰酸钾的还原产物是MnO2）
（3）反应Ⅰ结束后要趁热过滤，原因是______．
（4）烧杯中的滤液要充分冷却，冷却时应将烧杯应放在______冷却；然后用浓盐酸酸化，目的是：______（用化学方程式表示）．
（5）求苯甲酸的产率______．
正确答案
沸石
防止暴沸
2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2+3SO42-+2OH-
低温下，苯甲酸的溶解性小，会降低苯甲酸的产率
冷水浴中
60%
解析
解：（1）一般在加热混合溶液时常加入沸石，防止溶液加热时暴沸，故答案为：沸石；防止暴沸；
（2）高锰酸钾具有强氧化性，Na2SO3溶液具有强还原性，两者发生氧化还原反应，高锰酸根被还原成二氧化锰化合价减低3价，亚硫酸根被氧化成硫酸根化合价升高2价，所以根据得失电子守恒，高锰酸根×2，亚硫酸根×3，所以离子方程式为：2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2+3SO42-+2OH-，
故答案为：2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2+3SO42-+2OH-；
（3）由于苯甲酸在低温时的溶解性比较小，所以要想得到浓度高的苯甲酸溶液，就必须趁热过滤，故答案为：低温下，苯甲酸的溶解性小，会降低苯甲酸的产率；
（4）由于冷水浴中冷却接触面积大，冷却充分；浓盐酸酸化主要是将苯甲酸钾反应生成苯甲酸，反应为
故答案为：冷水浴中；
（5）根据守恒，苯甲酸的理论产量为：
单晶硅是信息产业中重要的基础材料．通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450～500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅．以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图．
相关信息：①四氯化硅遇水极易水解；②SiCl4沸点为57.7℃，熔点为-70.0℃．请回答：
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式______．
（2）装置C中的试剂是______；装置F的作用是______；装置E中的h瓶需要冷却的理由是______．
（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中含有铁元素，为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定．
①反应的离子方程式：______．
②滴定前是否要滴加指示剂？______（填“是”或“否”），请说明理由______．
③滴定前检验Fe3+是否被完全还原的实验操作是______．
正确答案
解：（1）装置A是氯气发生装置，A中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，其离子方程式为MnO2+4H++2Cl-
故答案为：MnO2+4H++2Cl-
（2）浓盐酸具有挥发性，加热促进挥发，导致制取的氯气中含有氯化氢，为除去氯化氢，装置B中的试剂应该吸收氯化氢而不能吸收氯气，为饱和食盐水，装置C用浓硫酸吸水，四氯化硅遇水极易水解，F可防止空气中的水进入；产物SiCl4沸点低，需要冷凝收集，
故答案为：浓硫酸；防止空气中的水进入H中；产物SiCl4沸点低，需要冷凝收集；
（3）①KMnO4酸性溶液与Fe2+反应时被还原为Mn2+，Fe2+被氧化为Fe3+，Mn元素的化合价由+7降到+2，降低5价；Fe元素的化合价由+2升高到+3价，升高1价，最小公倍数为5；再根据质量守恒得到H2O的系数为4，H+的系数为8，离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O，
故答案为：MnO4-+5Fe2++8 H+═Mn2++5Fe3++4H2O；
②KMnO4标准溶液本身就是一种指示剂，MnO4-转变成Mn2+溶液颜色有紫色变成无色，KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定时，不需要指示剂，
故答案为：否；KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点；
③Fe3+遇硫氰酸根离子会反应生成硫氰酸铁血红色，证明Fe3+的存在．因此取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe3+已完全还原，
故答案为：取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe3+已完全还原．
解析
解：（1）装置A是氯气发生装置，A中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，其离子方程式为MnO2+4H++2Cl-
故答案为：MnO2+4H++2Cl-
（2）浓盐酸具有挥发性，加热促进挥发，导致制取的氯气中含有氯化氢，为除去氯化氢，装置B中的试剂应该吸收氯化氢而不能吸收氯气，为饱和食盐水，装置C用浓硫酸吸水，四氯化硅遇水极易水解，F可防止空气中的水进入；产物SiCl4沸点低，需要冷凝收集，
故答案为：浓硫酸；防止空气中的水进入H中；产物SiCl4沸点低，需要冷凝收集；
（3）①KMnO4酸性溶液与Fe2+反应时被还原为Mn2+，Fe2+被氧化为Fe3+，Mn元素的化合价由+7降到+2，降低5价；Fe元素的化合价由+2升高到+3价，升高1价，最小公倍数为5；再根据质量守恒得到H2O的系数为4，H+的系数为8，离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O，
故答案为：MnO4-+5Fe2++8 H+═Mn2++5Fe3++4H2O；
②KMnO4标准溶液本身就是一种指示剂，MnO4-转变成Mn2+溶液颜色有紫色变成无色，KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定时，不需要指示剂，
故答案为：否；KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点；
③Fe3+遇硫氰酸根离子会反应生成硫氰酸铁血红色，证明Fe3+的存在．因此取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe3+已完全还原，
故答案为：取少量还原后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe3+已完全还原．
工业催化剂K3[Fe（C2O4）3]•3H2O是翠绿色晶体，在421～553℃时，分解为Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O．实验室由草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）、草酸钾（K2C2O4）、草酸（H2C2O4）和双氧水（H2O2）混合制备：
2FeC2O4•2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe（C2O4）3]•3H2O
（1）[Fe（C2O4）3]3-的名称是______．
（2）制备过程要防止草酸被H2O2氧化，写出草酸被H2O2氧化的化学方程式______．
（3）配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量，如Cu2++4NH3⇌[Cu（NH3）4]2+，其稳定常数表达式为：k=
（4）铁元素可形成多种配合物，其中一种配合物钾盐A是有争议的食品添加剂．经组成分析A仅含K、Fe、C、N四种元素．取36.8g A加热至400℃，分解成KCN、Fe3C、C、N2，生成的氮气折合成标准状况下的体积为2.24L，Fe3C质量是C质量的3倍，Fe3C物质的量是氮气物质的量的
正确答案
三草酸合铁（Ⅲ）离子（或三草酸合铁离子，或三草酸合铁酸根）
H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O
否
取适量晶体加热，取固体残留物溶解在H2SO4中，取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色则有铁元素，反之则无
K4Fe（CN）6
解析
解：（1）[Fe（C2O4）3]3-为络离子，命名配离子时，配位体的名称放在前，名称为：三草酸合铁（Ⅲ）离子（或三草酸合铁离子，或三草酸合铁酸根），
故答案为：三草酸合铁（Ⅲ）离子（或三草酸合铁离子，或三草酸合铁酸根）；
（2）草酸被H2O2氧化生成水和二氧化碳，该反应为H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O，
故答案为：H2C2O4+H2O2=2CO2↑+2H2O；
（3）K3[Fe（C2O4）3]•3H2O中的铁为亚铁离子，则不能用KSCN溶液检验K3[Fe（C2O4）3]•3H2O中的铁元素，检验铁元素的方案为取适量晶体加热，取固体残留物溶解在H2SO4中，取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液．若溶液呈血红色则有铁元素，反之则无，
故答案为：否；取适量晶体加热，取固体残留物溶解在H2SO4中，取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色则有铁元素，反之则无；
（4）由题意可知，A→KCN+Fe3C+C+N2，n（N2）=0.1mol，Fe3C物质的量是氮气物质的量的
故答案为：K4Fe（CN）6．
亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的消毒剂．已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O，②ClO2的沸点为283K，纯ClO2易分解爆炸，③HClO2在25℃时的电离程度与硫酸的第二步电离程度相当，可视为强酸．如图是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
（1）C1O2发生器中所发生反应的离子方程式为______，发生器中鼓入空气的作用可能是______（选填序号）．
A．将SO2氧化成SO3增强酸性 B．稀释C1O2以防止爆炸 C．将NaClO3氧化成C1O2
（2）在该实验中用质量浓度来表示NaOH溶液的组成，若实验时需要450mLl60g/L的NaOH溶液，则在精确配制时，需要称取NaOH的质量是______g，所使用的仪器除托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒外，还必须有______．
（3）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量所需要的试剂是______．
（4）在吸收塔中，可代替H2O2的试剂是______ （填序号）．
A．Na2O2B．Na2S C．FeCl2D．KMnO4
（5）从滤液中得到NaClO2•3H2O晶体的实验操作依次是______（填操作名称）．
正确答案
解：（1）由流程图可知C1O2发生器中目的是产生C1O2，二氧化硫具有还原性，将ClO3-还原为C1O2，自身被氧化为SO42-，反应离子方程式为2SO2+ClO3-=C1O2+2SO42-；
由信息②可知，纯ClO2易分解爆炸，发生器中鼓入空气的作用应是稀释ClO2，以防止爆炸，故选B；
故答案为：2SO2+ClO3-=C1O2+2SO42-；B；
（2）应选择500mL容量瓶，浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少，配制500mLl60g/L的NaOH溶液需要氢氧化钠的质量为0.5L×l60g/L=80.0g；
配制氢氧化钠溶液需要仪器有：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，故还需要的仪器为：500ml容量瓶、胶头滴管、药匙；
故答案为：80.0；500ml容量瓶、胶头滴管、药匙；
（3）NaOH过量则溶液呈碱性，取少许溶液加入酚酞，溶液若呈红色，说明NaOH过量；
故答案为：酚酞；
（4）还原性要适中．还原性太强，会将ClO2还原为更低价态产物，影响NaClO2生产；方便后续分离提纯，加入试剂不能干扰后续生产．Na2O2溶于水相当于H2O2．Na2S、FeCl2还原性较强，生成物与NaClO2分离比较困难；
故选A；
（5）从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体．得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体．
故答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤．
解析
解：（1）由流程图可知C1O2发生器中目的是产生C1O2，二氧化硫具有还原性，将ClO3-还原为C1O2，自身被氧化为SO42-，反应离子方程式为2SO2+ClO3-=C1O2+2SO42-；
由信息②可知，纯ClO2易分解爆炸，发生器中鼓入空气的作用应是稀释ClO2，以防止爆炸，故选B；
故答案为：2SO2+ClO3-=C1O2+2SO42-；B；
（2）应选择500mL容量瓶，浓度g/L表示1L溶液中所含溶质质量的多少，配制500mLl60g/L的NaOH溶液需要氢氧化钠的质量为0.5L×l60g/L=80.0g；
配制氢氧化钠溶液需要仪器有：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，故还需要的仪器为：500ml容量瓶、胶头滴管、药匙；
故答案为：80.0；500ml容量瓶、胶头滴管、药匙；
（3）NaOH过量则溶液呈碱性，取少许溶液加入酚酞，溶液若呈红色，说明NaOH过量；
故答案为：酚酞；
（4）还原性要适中．还原性太强，会将ClO2还原为更低价态产物，影响NaClO2生产；方便后续分离提纯，加入试剂不能干扰后续生产．Na2O2溶于水相当于H2O2．Na2S、FeCl2还原性较强，生成物与NaClO2分离比较困难；
故选A；
（5）从溶液中得到含结晶水的晶体，只能采取蒸发、浓缩、冷却结晶方法，通过过滤得到粗晶体．得到的粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体．
故答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤．
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