- 制备实验方案的设计
- 共21题
高纯是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以
为原料制备少量高纯
的操作步骤如下:
(1)制备溶液:
在烧瓶中(装置见右图)加入一定量和水,搅拌,
通入和
混合气体,反应3h。停止通入
,
继续反应片刻,过滤(已知)
①石灰乳参与反应的化学方程式为 。
②反应过程中,为使尽可能转化完全,在通入
和
比例一定、不改变固液投料的条件下,可采取的合理措施有 、 。
③若实验中将换成空气,测得反应液中
、
的浓度随反应时间t的浓度变化如右图。
导致溶液中、
浓度变化产生明显差异的原因是 。
(2)制备高纯固体:已知
难溶于水、乙醇,潮湿时易被空
气氧化,
开始分解;
开始沉淀时
。请补充由(1)时制得的
制备高纯
的操作步骤【实验中可选用的试剂:
、
、
、
】。
① ;
② ;
③ ;
④ ;
⑤低于。
某研究小组利用题9图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)
(1)MgCO3的分解产物为 。
(2)装置C的作用是 ,处理尾气的方法为 。
(3)将研究小组分为两组,按题9图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验:
①乙组得到的黑色粉末是 。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为 。
③乙组步骤4中,溶液变红的原因为 ,溶液褪色可能的原因及其验证方法为 。
④从实验安全考虑,题9图装置可采取的改进措施是 。
实验室制备苯乙酮的化学方程式为:
制备过程中还有等副反应。
主要实验装置和步骤如下:
(i)合成:在三颈瓶中加入20 g无水AlCl3和30 mL无水苯。为避免反应液升温过快,边搅拌边慢慢滴加6 mL乙酸酐和10 mL无水苯的混合液,控制滴加速率,使反应液缓缓回流。滴加完毕后加热回流1小时。
(ii)分离与提纯:
①边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液,分离得到有机层
②水层用苯萃取,分液
③将①②所得有机层合并,洗涤.干燥.蒸去苯,得到苯乙酮粗产品
④蒸馏粗产品得到苯乙酮。回答下列问题:
(1)仪器a的名称:____________;装置b的作用:________________________________。
(2)合成过程中要求无水操作,理由是____________________________________________。
(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶,可能导致_________________。
(a)反应太剧烈
(b)液体太多搅不动
(c)反应变缓慢
(d)副产物增多
(4)分离和提纯操作②的目的是__________________。该操作中是否可改用乙醇萃取?_____(填“是”或“否”),原因是___________________________________。
(5)分液漏斗使用前须___________________并洗净备用。萃取时,先后加入待萃取液和萃取剂,经振摇并________________后,将分液漏斗置于铁架台的铁卷上静置片刻,分层。分离上下层液体时,应先________________,然后打开活塞放出下层液体,上层液体从上口倒出。
(6)粗产品蒸馏提纯时,下来装置中温度计位置正确的是________________,可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是________________。
氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取,下图是模拟制取装置。
(1)与氢气相比,氢化钙作为能源提供剂的优点是 。
(2)装置B的作用是 ;装置D的作用是 ;反应开始前,先通入一段时间氢气的目的是 。
(3)为了确认进入装置C的氢气已经干燥,应在B、C之间再连接一装置,该装置中加入的试剂是 。
(4)利用上图装置进行实验,步骤如下:检查装置气密性后装入药品;打开分液漏斗活塞, (请按正确的操作顺序填入序号)。
①加热反应一段时间
②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞
④停止加热,充分冷却
(5)上述实验中假设钙充分反应,为测定所得氢化钙的纯度,可称取44 mg 氢化钙样品与足量水反应,反应完全后充分冷却,最终生成气体体积约44.8mL(标准状况),试通过计算求样品中氢化钙的纯度 。若钙没有充分反应,对氢化钙纯度的测定 (填“有”或“无”)影响。
硫酸亚铁铵又称莫尔盐,是浅绿色晶体。它在空气中比一般亚铁盐稳定,是常用的Fe2+试剂。某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐,并测定其纯度。
已知:①
②莫尔盐在乙醇溶剂中难溶。
Ⅰ.莫尔盐的制取
试分析:
(1)步骤2中加热方式 (填“直接加热”﹑“水浴加热”或“沙浴”);必须在铁屑少量剩余时,进行热过滤,其原因是 。
(2)步骤3中包含的实验操作名称 。
(3)产品莫尔盐最后用 洗涤(填字母编号)。
a.蒸馏水 b.乙醇 c.滤液
Ⅱ.为测定硫酸亚铁铵(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O晶体纯度,某学生取m g硫酸亚铁铵样品配制成500 mL溶液,根据物质组成,甲、乙、丙三位同学设计了如下三个实验方案,请回答:
(甲)方案一:取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液用0.1000 mol·L-1的酸性KMnO4溶液分三次进行滴定。
(乙)方案二:取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。
(1)若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因为
,验证推测的方法为: 。
(丙)方案三:(通过NH4+测定)实验设计图如下所示。取20.00 mL硫酸亚铁铵溶液进行该实验。
(2)①装置 (填“甲”或“乙”)较为合理,判断理由是 。量气管中最佳试剂是 (填字母编号。如选“乙”则填此空,如选“甲”此空可不填)。
a.水 b.饱和NaHCO3溶液 c.CCl4
②若测得NH3的体积为V L(已折算为标准状况下),则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为 。
利用渣磷灰石制取硫酸并联产水泥和磷酸二氢钠。已知磷灰石的主要成分是Ca3(PO4)2,具体生产流程如下:
(1)操作a需要的玻璃仪器有________,操作b的步骤为________。
(2)磷灰石粉碎的目的是________,磷酸的制备利用了浓硫酸的________性。
(3)已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=-196.6KJ•mol-1,钒触媒(V2O5)是催化剂,在催化氧化的过程中产生了一连串的中间体(如图)。其中a、c二步的化学方程式可表示为:________、________。向容积为10L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,达到平衡后放出的热量为157.28KJ,该反应的平衡常数为________。
(4)磷酸(H3PO4)在水溶液中各种存在形式物质的量分数随pH的变化曲线如下图:
工业生产中为获取尽可能纯净的NaH2PO4,采取的措施为________。向体系中滴入稀盐酸后 ,pH从10降低到5的过程中发生的主要反应的离子方程为________。从图中推断当PH=14时,溶液中离子浓度的大小关系为________。
废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下:
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。
②铜帽溶解后需将溶液中过量H2O2除去。除去H2O2的简便方法是 。
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)含量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节pH=3~4,加入过量KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下:
2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。
②若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的Cu2+的含量将会 (填“偏高”“偏低”“不变”)。
(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了
几种离子生成氢氧化物沉淀pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)
实验中可选用的试剂:30% H2O2、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:① ;
② ;
③过滤;
④ ;
⑤过滤、洗涤、干燥
⑥900℃煅烧。
硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体,实验室中常以废铁屑为原料来制备,其步骤如下:
步骤1.将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑。
步骤2.向处理过的铁屑中加入过量的3mol·L-1H2SO4溶液,在60℃左右使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液。
步骤3.向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体。
请回答下列问题:
(1)在步骤1的操作中,下列仪器中不必用到的有_______(填仪器编号)
①铁架台 ②燃烧匙 ③锥形瓶 ④广口瓶 ⑤研钵 ⑥玻璃棒 ⑦酒精灯
(2)在步骤2中所加的硫酸必须过量,其原因是_______;
(3)在步骤3中,“一系列操作”依次为_______、_______和过滤;
(4)本实验制的的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3+杂质。检验Fe3+常用的试剂是_______,可以观察到得现象是_______。
请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。
(1)在下面方框中,A表示有长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器,请在答题卡上的A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置,连接胶管及尾气处理不分不必画出,需要加热的仪器下方用△标出),按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C……;其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下:
(2)根据方框中的装置图,在答题卡上填写该表
(3)有人对气体发生器作如下改进:在锥形瓶中放入一小试管,将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是 ;
(4)验证CO的方法是 。
碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石(主要成分为Li2O
Al2O3
4SiO2)为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。
(1)步骤Ⅰ前,-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________。
(2)步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
(3)步骤Ⅱ中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有______________。
(4)步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为________________。
(5)从母液中可回收的主要物质是_____________。
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