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题型:简答题
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简答题

工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质,提纯工艺线路如下:

Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示:

Ⅱ、25℃时有关物质的溶度积如下:

回答下列问题:

(1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为______.25℃时,向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+):c(Fe3+)=______.

(2)“趁热过滤”时的温度应控制在______.

(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用.请你分析实际工业生产中是否可行______,并说明理由______.

(4)已知:Na2CO3•10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)△H=+532.36kJ•mol-1Na2CO3•10H2O(s)=Na2CO3•H2O(s)+9H2O(g)△H=+473.63kJ•mol-1写出Na2CO3•H2O脱水反应的热化学方程式______.

正确答案

(1)碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3沉淀,滤渣的主要成分为Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3,发生的发应有:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,MgCO3+2OH-=Mg (OH) 2↓+CO32-;根据氢氧化镁和氢氧化铁的溶解平衡以及溶度积表达式,则当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+)===5.61mol/L,c(Fe3+)===2.64×10-21mol/L,

所以 c(Mg2+):c(Fe3+)=5.61:2:.64×10-21=2.215×1021

故答案为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,MgCO3+2OH-=Mg(OH )2↓+CO32-;  2.215×1021

(2)“趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na2CO3•H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3•10H20晶体或Na2CO3•7H20晶体,所以温度高于36℃,故答案为:高于36℃;

(3)若“母液”循环使用,则溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大,最后所得产物Na2CO3中混有杂质,这样不符合该提纯工艺,故答案为:不可行;若“母液”循环使用,则溶液c(Cl-)和c(SO42-)增大,最后所得产物Na2CO3中混有杂质;

(4)通过观察两个热化学方程式,利用盖斯定律,可将两式相减得到Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g),

即Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol,

故答案为:Na2CO3•H2O(S)═Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ/mol.

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简答题

工业上以氨气为原料制备硝酸的过程如图1所示:

某课外小组模拟上述部分过程设计了如图2所示实验装置制备硝酸(所有橡胶制品均已被保护).

(1)工业上用氨气制取NO的化学方程式是______.

(2)连接好装置后,首先进行的操作是______.

(3)通入a气体的目的是______.

(4)盛有Na2CO3溶液的烧杯为尾气处理装置,该装置中发生反应的化学方程式是2NO2+Na2CO3═NaNO2+______+______

(5)已知:温度低于21.15℃时,NO2几乎全部转变为N2O2.工业上可用N2O4与水反应来提高硝酸产率.N2O4与a气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是______.

(6)一定条件下,某密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.500mol/L,c(N2O4)=0.125mol/L.则2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡常数K=______.若NO2起始浓度为2mol/L,相同条件下,NO2的最大转化率为______.

正确答案

(1)氨气的催化氧化反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,故答案为;4NH3+5O24NO+6H2O;

(2)连接好装置后先要检验装置的气密性,当装置气密性良好才能进一步进行实验,故答案为:检验装置的气密性;

(3)二氧化氮通入水中会生成硝酸和一氧化氮,再通氧气可以使一氧化氮转化为二氧化氮从而提高了NO2的转化率,故答案为:提高NO2的转化率;

(4)根据元素守恒和得失电子守恒分析,2NO2和水反应生成硝酸,硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠和二氧化碳,其反应方程为:2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2,故答案为:NaNO3 、CO2

(5)根据元素守恒和得失电子守恒分析,N2O4与水和氧气反应生成硝酸,反应方程式为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3,故答案为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3

(6)根据平衡常数表达式计算,K==

设反应的NO2为xmol/L

          2NO2(g)⇌N2O4(g)

起始浓度:2mol/L       0

反应浓度:x          x

平衡浓度:2-x         x

则   K==   所以x=1,NO2的最大转化率=×100%=50%,故答案为:;50%.

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题型:填空题
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填空题

(4分)现有四种试剂:①新制Cu(OH)2悬浊液;②浓硝酸;③AgNO3溶液;④碘水。

为了鉴别下列四瓶无色溶液,请你选择合适的试剂,将其序号填入相应的括号中。

(1)葡萄糖溶液                              (2)食盐溶液              

(3)淀粉溶液                                (4)鸡蛋清溶液         

正确答案

(4分,每空1分)①;③;④;②

试题分析:葡萄糖中含有醛基,可以用新制Cu(OH)2悬浊液鉴别,答案选①;食盐能和硝酸银溶液反应生成白色沉淀,所以答案选③;淀粉和单质碘能发生显色反应,所以答案选④;浓硝酸可以使蛋白质发生显色反应,呈黄色,据此可以鉴别蛋白质,答案选②。

点评:进行物质的检验时,要依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判断、推理、验证即可。

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简答题

(12分)如果要除去粗盐中含有的可溶性杂质氯化钙、氯化镁和一些硫酸盐,按下表所示顺序,应加入什么试剂?完成下列表格:

正确答案

(12分)

考查物质的分离和提纯。由于不能再引入新的杂质,所以Ca2用碳酸钠除去,Mg2用氢氧化钠除去,SO42用氯化钡除去,最后加入盐酸酸化。但用于过量的氯化钡要用碳酸钠来除,所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面,而氢氧化钠可以随意调整,因此反应的化学方程式分别是Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓、2NaOH+MgCl2=2NaCl+Mg(OH)2↓、CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓。

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简答题

(8分)欲除去硝酸钾固体中混有的少量氯化钾杂质,某学生进行如下实验操作。回答下列问题:

⑴溶解样品。该过程所需的仪器有_______________________________________________。

⑵向溶解后的溶液中加入适量的 ____________ (填化学式)溶液,使氯化钾转化为沉淀。

⑶将混合液进行过滤,过滤装置和操作如图所示,指出图中的两处错误:

① _____________________________________  ;

② _____________________________________  。

正确答案

(1)烧杯、玻璃棒(2分)

(2)AgNO3(2分)

(3)漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁;液体没有用玻璃棒引流(各2分)

考查常见的基本实验操作。

(1)固体溶解应该在烧杯中,同时需要玻璃棒搅拌。

(2)由于不能引入新的杂质,所以应该加入适量的硝酸银溶液除去氯化钾。

(3)根据装置图可知,主要错误是漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁;液体没有用玻璃棒引流。

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填空题

(8分)

在下表中填入除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)所用的试剂。将所选试剂的代号填入表内“试剂”栏相应的空格内。

可供选择的试剂:

正确答案

(1)B(2分) (2)A(2分)  (3)D(2分)  (4)A(2分)

(1) 氢氧化钠与二氧化硅发生反应:SiO2+2NaOH ="=" Na2SiO3+H2O,氢氧化钠与碳酸钙不反应,反应后过滤、洗涤、干燥后即可分离。故氢氧化钠可除去碳酸钙中的二氧化硅杂质。

(2) 盐酸和碳酸钙发生反应:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,盐酸和二氧化硅不反应,反应后过滤、洗涤、干燥后即可分离。故盐酸可除去二氧化硅中的碳酸钙杂质。

(3)氯化钠溶于水,二氧化硅不能。故可用水溶解混合物,过滤,把滤液进行蒸发结晶即可。故水可分离氯化钠和二氧化硅的混合物。

(4)盐酸和氧化铁发生反应:6HCl+2Fe2O3==2FeCl3+3H2O,盐酸和二氧化硅不反应,反应后过滤、洗涤、干燥后即可分离。故盐酸可除去二氧化硅中的氧化铁。

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填空题

某化工厂排出的废液中含有AgNO3、Zn(NO3)2和Cu(NO3)2三种物质,为了分离并回收金属银和铜,化学课外小组的同学设计了如下实验方案:

根据以上的实验方案你认为:

⑴固体X是           ,有关的离子方程式为                              

⑵固体Y是         ,有关的离子方程式为                             

⑶滤液B是                   

正确答案

⑴Ag  Cu+2Ag=Cu2+Ag;⑵Fe和Cu  Fe+Cu2=Cu+Fe2;⑶Zn(NO3)2和Fe(NO3)2的混合液。

⑴加适量铜,依据阳离子的氧化性:Ag>Cu2>Zn2,故铜只与Ag反应:Cu+2Ag=Cu2+Ag,固体X为Ag;⑵由⑴可知,滤液A中含有Zn(NO3)2与Cu(NO3)2,加入过量的铁粉,依阳离子的氧化性: Cu2>Fe2>Zn2,故Fe会与Cu2反应:Fe+Cu2=Cu+Fe2,固体Y有剩余的Fe与生成的Cu;⑶由⑵可知,滤液是Zn(NO3)2和Fe(NO3)2的混合液。

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填空题

按图所示实验过程填空:

(1)写出上述反应的离子方程式:

                                                                           

                                                                           

                                                                           

(2)填空:a           b              c             d             

正确答案

(11分)(1)①2Fe2+4Br+3Cl2=2Fe3+6Cl+2Br2(3分)②2Fe3+2I=2Fe2+I2(2分)

 ③Br2+2I=2Br+I2(2分)(2)a 棕黄  b 橙红  c 蓝  d 紫红(各1分)

试题分析:(1)①溴离子和亚铁离子均能被氯气氧化,因此向溴化亚铁溶液中通入足量氯气的离子方程式为2Fe2+4Br+3Cl2=2Fe3+6Cl+2Br2

②单质溴易溶在四氯化碳中,且四氯化碳的密度大于水的。因此下层是有机层,溶液呈橙红色;上层是水层含有铁离子,溶液呈棕黄色。铁离子能氧化碘化钾生成单质碘,碘遇淀粉显蓝色,所以反应②的离子方程式为2Fe3+2I=2Fe2+I2

③下层含有单质溴,单质溴的氧化性强于单质碘的,能把碘化钾氧化生成单质碘。单质碘易溶在四氯化碳中溶液呈紫红色,所以反应③的离子方程式为Br2+2I=2Br+I2

(2)根据以上分析可知颜色分别是a 棕黄  b 橙红  c 蓝  d 紫红。

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填空题

(7分)提纯下列物质(括号内为杂质),填写所选用的除杂试剂和除杂方法

正确答案

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简答题

分以电石渣(主要成分是Ca(OH)2,含SiO2以及其它少量杂质)为原料生产氯酸钾联合生产碳酸钙的流程如下:

回答下列问题:

(1)电石渣溶于水形成电石渣浆时发生的主要反应的化学方程式为:            

(2)氯化过程的温度控制在75~80℃,该过程主要反应的离子方程式为:         

(3)该流程中加入活性炭的作用是                          

(4)碳化过程中,先向溶液中通入氨气,再通入CO2

①实验室通常采用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气。某学习小组选取下图所给部分装置制取并收集纯净的氨气。

如果按气流方向连接各仪器接口,你认为正确的顺序为a→           →       、     →i。其中与i相连漏斗的作用是                

②实验室中还可用固体氢氧化钠和浓氨水制取少量氨气,下列最适合完成该实验的简易装置是       (填编号)

(5)副产品A的化学式为            。

正确答案

(1)Ca(OH)2+SiO2=CaSiO3+H2O;(2)3Cl2+6OH-=ClO3-+5Cl-+3H2O(3)吸附氯气,防止在后续试验中氯气溢出污染环境。(4)①a→g,h→e,d→i;防止倒吸 ②A  ③NH4Cl

试题分析:向碱性溶液中通入氯气,加热条件下发生的反应为3Cl2+6OH-=ClO3-+5Cl-+3H2O;氯气有毒,需吸收;采用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气,干燥需用碱石灰,收集时,需短管进,多余气体需吸收。且倒置漏斗防止倒吸。

下一知识点 : 物质的制备
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