- 比色法
- 共1072题
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1装置制取氨气，你所选择的试剂是______．制备氨基甲酸铵的装置如图3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．
（2）发生器用冰水冷却的原因是______．
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是______．
（4）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是______；（填写操作名称）．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
（5）尾气处理装置如图2所示．双通玻璃管的作用______；浓硫酸的作用：______．
（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，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1.000g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为______．（精确到2位小数）
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：浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等；
（2）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，
故答案为：降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）；
（3）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：通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
（4）制备氨基甲酸铵的装置如图3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，分离产品的实验方法利用过滤得到，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：过滤；c；
（5）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；
（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，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1.000g．物质的量为0.010mol，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=0.01
78x+79y=0.7820
解得x=0.008mol
y=0.002mol
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：浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等；
（2）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，
故答案为：降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）；
（3）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：通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
（4）制备氨基甲酸铵的装置如图3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，分离产品的实验方法利用过滤得到，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：过滤；c；
（5）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；
（6）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，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1.000g．物质的量为0.010mol，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=0.01
78x+79y=0.7820
解得x=0.008mol
y=0.002mol
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=
锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO2）可以制造耐高温纳米陶瓷．我国有丰富的锆英石（ZrSiO4：91.5%），含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆的流程如下：
方法一：碱熔法
方法二：氯腐法
（1）完成方法一高温熔融时的主要反应方程式：
ZrSiO4+4NaOH=Na2ZrO3+______+______
（2）方法一中为了提高浸出率可采取的方法有______、______（列举两种）
（3）方法一中所得滤液1中除了OH-、ZrO32-外，还有阴离子是______．
（4）写出方法二中ZrOCl2•8H2O在900℃生成ZrO2的反应方程式______方法二中由SiCl4与NaOH溶液反应得到含有水玻璃的混合溶液的反应方程式是：______
（5）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-在熔融电解质中，O2-向______（填正、负）极移动．负极电极反应为：______．
（6）氧化锆陶瓷（ZrO2）因其优良的性能在工业生产上有重要应用，假设碱溶法工艺流程中锆的利用率为80%，则5t的锆英石理论上可制得______t氧化锆陶瓷（Zr：91，Si：28，O：16）．
正确答案
解：（1）由质量守恒定律可知，还生成硅酸钠，则该反应为ZrSiO4 +4NaOH=Na2ZrO3+Na2SiO3，+2H2O，故答案为：Na2SiO3，2H2O；
（2）提高浸出率，实现Na2ZrO3、Na2SiO3的分离，可酸洗、将原料粉碎增大接触面积、加热、搅拌、多次浸取或延长水洗的时间等，故答案为：将原料粉碎增大接触面积、加热、搅拌、多次浸取（列举两种）；
（3）Al2O3、SiO2、Fe2O3中前二者可以和氢氧化钠之间发生反应，分别得到：偏铝酸钠溶液和硅酸钠溶液，所得到的滤液中，除了OH-、ZrO32-外，还有阴离子是SiO32-、AlO2-，故答案为：SiO32-、AlO2-；
（4）ZrOCl2•8H2O在900℃生成ZrO2的反应方程式由流程可知分解生成ZrO2，H2O，由原子守恒可知产物中还有HCl，反应的化学方程式为ZrOCl2•8H2O
（5）原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，通入丁烷一极是负极，由于电解质为非水物质，则电解质中不存在OH-离子，正确的电极反应式为C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O；通入空气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-=2O2-，故答案为：负；C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O；
（6）根据Zr元素守恒，得到锆英石ZrSiO4（91.5%）～ZrO2，所以得到ZrO2的物质的量是
解析
解：（1）由质量守恒定律可知，还生成硅酸钠，则该反应为ZrSiO4 +4NaOH=Na2ZrO3+Na2SiO3，+2H2O，故答案为：Na2SiO3，2H2O；
（2）提高浸出率，实现Na2ZrO3、Na2SiO3的分离，可酸洗、将原料粉碎增大接触面积、加热、搅拌、多次浸取或延长水洗的时间等，故答案为：将原料粉碎增大接触面积、加热、搅拌、多次浸取（列举两种）；
（3）Al2O3、SiO2、Fe2O3中前二者可以和氢氧化钠之间发生反应，分别得到：偏铝酸钠溶液和硅酸钠溶液，所得到的滤液中，除了OH-、ZrO32-外，还有阴离子是SiO32-、AlO2-，故答案为：SiO32-、AlO2-；
（4）ZrOCl2•8H2O在900℃生成ZrO2的反应方程式由流程可知分解生成ZrO2，H2O，由原子守恒可知产物中还有HCl，反应的化学方程式为ZrOCl2•8H2O
（5）原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，通入丁烷一极是负极，由于电解质为非水物质，则电解质中不存在OH-离子，正确的电极反应式为C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O；通入空气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-=2O2-，故答案为：负；C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O；
（6）根据Zr元素守恒，得到锆英石ZrSiO4（91.5%）～ZrO2，所以得到ZrO2的物质的量是
高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂．工业上常采用NaClO氧化法生产，原理为：3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O，Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH，主要的生产流程如下：
（1）写出反应①的离子方程式______．
（2）流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K2FeO4）______Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响．
图1为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响．
①工业生产中最佳温度为______℃，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为______．
②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe（OH）3，写出该反应的离子方程式：______．
③若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：______．
（4）K2FeO4 在水溶液中易水解：4FeO42-+10H2O⇌4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑．在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用______溶液（填序号）．
A．H2O B．CH3COONa、异丙醇 C．NH4Cl、异丙醇 D．Fe（NO3）3、异丙醇．
正确答案
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
＜
26
1.2
3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO
2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O
B
解析
解：（1）氯气是酸性气体，能和烧碱溶液反应，反应实质为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
（2）根据反应Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH可知，反应生成溶解度更小的物质，说明此温度下Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4），故答案为：＜；
（3）①寻找最佳温度要具备的条件：该温度下反应速率快，生成高铁酸钾的产率较大两方面，所以工业生产中最佳温度为26℃，因为在该温度下生成高铁酸钾的产率最大，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为
②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe（OH）3，原因是NaClO水解呈碱性，Fe（NO3）3水解呈酸性，二者发生互促水解，反应的离子方程式为3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO，
故答案为：3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO；
③碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，反应的离子方程式为2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O，故答案为：2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O；
（4）为抑制K2FeO4的水解，应在碱性条件下洗涤，可用CH3COONa，为防止K2FeO4的溶解，可用异丙醇洗涤，故答案为：B．
氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂．如图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程．
请回答下列问题：
（1）氯化铁有多种用途，请用离子方程式表示下列用途的原理．
①氯化铁做净水剂______；
②用FeCl3溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板______．
（2）吸收剂X的化学式为______；氧化剂Y的化学式为______．
（3）碱性条件下反应①的离子方程式为______．
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品．该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4═K2FeO4+2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因______．
（5）K2FeO4 在水溶液中易发生反应：4FeO42-+10H2O⇌4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑．在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用______（填序号）．
A．H2O B．稀KOH溶液、异丙醇 C．NH4Cl溶液、异丙醇 D．Fe（NO3）3溶液、异丙醇
（6）可用滴定分析法测定粗K2FeO4的纯度，有关反应离子方程式为：
①FeO42-+CrO2-+2H2O═CrO42-+Fe（OH）3↓+OH-
②2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H2O
③Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
现称取1.980g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的KCrO2，充分反应后过滤，滤液定容于250mL容量瓶中．每次取25.00mL加入稀硫酸酸化，用0.1000mol/L的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18.93mL．则上述样品中高铁酸钾的质量分数为______．
正确答案
解：（1）①氯化铁做净水剂是因为Fe3+水为Fe（OH）3胶体的缘故，原理为Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+，
故答案为：Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+；
②工业上常用FeCl3溶液腐蚀铜印刷线路板，是Fe3+氧化了Cu的缘故，反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，
故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
（2）吸收剂X的与Cl2反应的产物是FeCl3，X是FeCl2；Cl2与氢氧化钠反应生成NaClO和NaCl，其中NaClO能做氧化剂，所以Y为NaClO，
故答案为：FeCl2；NaClO；
（3）碱性条件下根据反应物和产物可知，反应①的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
故答案为：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品，该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 =K2FeO4+2NaOH，反应能发生的原因是K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；
故答案为：K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；
（5）K2FeO4 在水溶液中易发生反应：4FeO42-+10H2O═4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑，所以用碱液来洗涤，抑制水解，不引入新的杂质所以用稀KOH溶液，异丙醇易挥发，故选B；
（6）根据反应①②③可知：2FeO42-～～～～6Fe2+，
1mol 3mol
n 0.1000mol/L×0.01893L
则n=6.31×10-4mol，
所以样品中高铁酸钾的质量分数为
故答案为：63.1%．
解析
解：（1）①氯化铁做净水剂是因为Fe3+水为Fe（OH）3胶体的缘故，原理为Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+，
故答案为：Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+；
②工业上常用FeCl3溶液腐蚀铜印刷线路板，是Fe3+氧化了Cu的缘故，反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，
故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；
（2）吸收剂X的与Cl2反应的产物是FeCl3，X是FeCl2；Cl2与氢氧化钠反应生成NaClO和NaCl，其中NaClO能做氧化剂，所以Y为NaClO，
故答案为：FeCl2；NaClO；
（3）碱性条件下根据反应物和产物可知，反应①的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
故答案为：3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品，该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 =K2FeO4+2NaOH，反应能发生的原因是K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；
故答案为：K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行；
（5）K2FeO4 在水溶液中易发生反应：4FeO42-+10H2O═4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑，所以用碱液来洗涤，抑制水解，不引入新的杂质所以用稀KOH溶液，异丙醇易挥发，故选B；
（6）根据反应①②③可知：2FeO42-～～～～6Fe2+，
1mol 3mol
n 0.1000mol/L×0.01893L
则n=6.31×10-4mol，
所以样品中高铁酸钾的质量分数为
故答案为：63.1%．
某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图1），以环己醇制备环己烯．
已知：
（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入1mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品．
①A中碎瓷片的作用是______，导管B除了导气外还具有的作用是______．
②试管C置于冰水浴中的目的是______．
（2）制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等．加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在______层（填“上”或“下”），分液后用______（填选项字母）洗涤．
a．KMnO4溶液 b．稀硫酸 c．Na2CO3溶液
②再将环己烯按如图2装置蒸馏，冷却水从______口进入．蒸馏时要加入生石灰，目的是______．
③收集产品时，控制的温度应在______左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是______（填选项字母）．
a．蒸馏时从70℃开始收集产品
b．环己醇实际用量多了
c．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
（3）以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是______（填选项字母）．
a．用酸性高锰酸钾溶液 b．用金属钠 c．测定沸点．
正确答案
防止暴沸
冷凝
进一步冷却，防止环己烯挥发
上层
c
g
除去了残留的水
83℃
c
bc
解析
解：（1）①根据制乙烯实验的知识，发生装置A中碎瓷片的作用是防止暴沸，由于生成的环己烯的沸点为83℃，要得到液态环己烯，导管B除了导气外还具有冷凝作用，便于环己烯冷凝，
故答案为：防止暴沸；冷凝；
②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度，使其液化，
故答案为：进一步冷却，防止环己烯挥发；
（2）①环己烯是烃类，不溶于氯化钠溶液，且密度比水小，振荡、静置、分层后环己烯在上层，由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇，联想：制备乙酸乙酯提纯产物时用c（Na2CO3溶液）洗涤可除去酸，
故答案为：上层；c；
②为了使冷凝的效果更好，冷却水从冷凝管的下口即g口进入；生石灰能与水反应生成氢氧化钙，除去了残留的水，得到纯净的环己烯；
故答案为：g；除去了残留的水；
③根据表中数据可知，馏分环己烯的沸点为83℃，故收集产品应控制温度在83℃左右；
a、蒸馏时从70℃开始收集产品，提前收集，产品中混有杂质，实际产量高于理论产量，故a错误；
b、环己醇实际用量多了，制取的环己烯的物质的量增大，实验制得的环己烯精品质量高于理论产量，故b错误；
c、若粗产品中混有环己醇，导致测定消耗的环己醇量增大，制得的环己烯精品质量低于理论产量，故c正确，故选c；
故答案为：83℃；c；
（3）区别粗品与精品可加入金属钠，观察是否有气体产生，若无气体，则是精品，另外根据混合物没有固定的沸点，而纯净物有固定的沸点，通过测定环己烯粗品和环己烯精品的沸点，也可判断产品的纯度，
故答案为：bc．
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