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文檔簡介
2022屆高三化學(xué)大一輪實驗專題強基練:38無機物制取實驗方案探究非選擇題(共15題)1.實驗室采用MgCl2、AlCl3混合溶液與過量氨水反應(yīng)制備MgAl2O4,主要流程如下:(1)為使Mg2+、Al3+同時生成沉淀,應(yīng)先向沉淀反應(yīng)容器中加入________(填“A”、或“B”),再滴加另一反應(yīng)物。(2)實驗室利用氯化銨和熟石灰反應(yīng)制取氨氣,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。(3)判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是______________;高溫焙燒時,用于盛放固體的儀器名稱是__________________。(4)無水AlCl3(183℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧,實驗室可用下列裝置制備。①寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________。②裝置B中盛放飽和NaCl溶液,該裝置的主要作用是__________;F中試劑的作用是__________;用一件儀器裝填適當試劑后也可起到F和G的作用,所裝填的試劑為__________。③實驗步驟:如圖連接裝置后,先__________(填實驗操作),再裝藥品,然后點燃______(填“A”或“C”)處酒精燈,當________(填實驗現(xiàn)象)時,再點燃另一處酒精燈。④寫出裝置G中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________。2.硫酸亞鐵銨(NH4)aFeb(SO4)c·dH2O又稱莫爾鹽,是淺綠色晶體,用硫鐵礦(主要含F(xiàn)eS2、SiO2等)制備莫爾鹽的流程如下:已知:“還原”時,F(xiàn)eS2與H2SO4不反應(yīng),F(xiàn)e3+通過反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ被還原,反應(yīng)Ⅰ如下:FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42+16H+(1)寫出“還原”時Fe3+與FeS2發(fā)生還原反應(yīng)Ⅱ的離子方程式:__________________________。實驗室檢驗“還原”已完全的方法是:__________________________。(2)稱取11.76g新制莫爾鹽,溶于水配成250mL溶液。取25.00mL該溶液加入足量的BaCl2溶液,得到白色沉淀1.398g;另取25.00mL該溶液用0.0200mol/LKMnO4酸性溶液滴定,當MnO4恰好完全被還原為Mn2+時,消耗溶液的體積為30.00mL。試確定莫爾鹽的化學(xué)式(請寫出計算過程)_________。3.利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2,少量的Fe3+、Al3+等)吸收高溫焙燒含硫廢渣產(chǎn)生的SO2廢氣,制備硫酸錳晶體可實現(xiàn)資源的綜合利用和環(huán)境治理。已知,浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,還含有少量的Fe2+、Al3+等其他金屬離子。有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH見表:離子開始沉淀時的pH完全沉淀時的pH加堿溶解的pHFe2+7.69.7Fe3+2.73.7Al3+3.84.7>8.5Mn2+8.39.8(1)寫出浸出過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。為了提高軟錳礦的浸取率,可以采取的措施除了充分攪拌外還有:_____________________(至少答兩點)。(2)寫出氧化過程中主要反應(yīng)的離子方程式:_____________________________。(3)①在氧化后的液體中加入石灰漿,用于調(diào)節(jié)pH,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至______。②若加入的石灰漿過多,會使得MnSO4?H2O晶體中含有較多雜質(zhì),其原因是_____________________________。(4)下列各組試劑中,能準確測定尾氣中SO2含量的是______(選填序號)。a.NaOH溶液、品紅溶液
b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c.碘水、淀粉溶液4.硫有多種含氧酸,在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用,其鈉鹽同樣也是重要的化工產(chǎn)品。Ⅰ.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可用做分析試劑及鞣革還原劑。它受熱、遇酸易分解。工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O3·5H2O,實驗室可用如下裝置模擬生成過程:燒瓶C
中發(fā)生反應(yīng)如下:Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)==NaSO3(aq)+H2S
(aq)
(Ⅰ)2H2S
(aq)
+SO2(g)=
3S(s)+2H2O(l)(Ⅱ)S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)
(Ⅲ)(1)燒瓶A
中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。裝置D的作用是__________________________。(2)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率,其中的液體最好選擇_____________。a.蒸餾水b.飽和Na2SO3溶液c.飽和NaHSO3溶液d.飽和NaHCO3溶液(3)反應(yīng)后期可用酒精燈適當加熱燒瓶A,實驗室用酒精燈加熱時必須使用石棉網(wǎng)的儀器還有______a.燒杯b.燕發(fā)皿c.試管d.錐形瓶(4)為了保證Na2S2O3的產(chǎn)量,實驗中通入SO2不能過量,原因是_____________________。Ⅱ.焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)
是常用的食品抗氧化劑之一。(Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。(5)證明NaHSO3溶液中HSO3電離程度大于水解程度,可采用的實驗方法有________________。a.測定溶液的pHb.加入Ba(OH)2溶液c..加入鹽酸d.加入品紅溶液e.用藍色石蕊試紙檢測(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測定菜葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)的方案如下(已知:滴定時反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI):①按上述方案實驗,消耗標準I2溶液25.00mL,該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)為______g/L②在上述實驗過程中,HI
可能會被空氣氧化,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。若有部分HI
被空氣氧化,會導(dǎo)致測得的結(jié)果_______(填“偏高”“偏低”或“不變”)。5.MnSO4在工業(yè)中有重要應(yīng)用。用軟錳礦漿(主要成分為MnO2和水,含有Fe2O3、FeO、Al2O3和少量PbO等雜質(zhì))浸出制備MnSO4,其過程如下:I.向軟錳礦漿中通入SO2,錳、鐵、鋁、鉛元素以離子形式浸出,測得浸出液的pH<2。II.向浸出液中加MnO2,充分反應(yīng)后,加入石灰乳,調(diào)溶液pH=4.7。III.再加入陽離子吸附劑,靜置后過濾。IV.濾液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,獲得MnSO4晶體。【資料】部分陽離子形成氫氧化物沉淀的pH離子Fe2+Fe3+Al3+Mn2+Pb2+開始沉淀時的pH7.62.73.88.38.0完全沉淀時的pH9.73.74.79.88.8(1)I中向軟錳礦漿中通入SO2生成MnSO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。(2)II中加入MnO2的主要目的是________;調(diào)溶液pH=4.7,生成的沉淀主要含有________和少量CaSO4。(3)III中加入陽離子吸附劑,主要除去的離子是________。(4)用惰性電極電解MnSO4溶液,可以制得高活性MnO2。①電解MnSO4溶液的離子方程式是________。②高活性MnO2可用于催化降解甲醛,有關(guān)微粒的變化如下圖所示,其中X是________,總反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。6.重鉻酸鉀是一種重要的化工原料,某科研小組采用如下方案由鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3,還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì))制備重鉻酸鉀。已知:①鉻鐵礦在熔融、氧化過程中發(fā)生的主要反應(yīng):FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2↑+NaNO2Na2CO3+Al2O3NaA1O2+CO2↑②2CrO42+2H+Cr2O72+H2O③有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。(1)步驟①中反應(yīng)物NaNO3的作用是_______,熔融時所用的儀器為________(填字母)。A瓷坩堝B.鐵坩堝C.氧化鋁坩堝(2)步驟②所得的濾渣1中含量最多的金屬元素是___________。(3)步驟③可用醋酸調(diào)節(jié)濾液1的pH至7~8,可用__________(填儀器或用品名稱)測定溶液的pH,寫出步驟③加醋酸生成Al(OH)3的離子方程式____________________________________。(4)請設(shè)計從濾液2(主要溶質(zhì)為Na2CrO4)制取K2Cr2O7固體的實驗方案:__________(實驗中須使用的試劑有:KC1固體、1mol/L硫酸溶液)。7.某廢催化劑含48.6%的SiO2、16.2%的ZnO、19.4%的ZnS和12.8%的CuS及少量的Fe3O4。.某同學(xué)用10.0g該廢催化劑為原料,回收鋅和銅。采用的實驗方案如下,回答下列問題:已知:金屬Zn與Al類似,都是兩性金屬,能溶于強堿并放出氫氣,但鋁不溶于氨水,鋅卻可以溶于氨水形成四氨合鋅配離子[Zn(NH3)4]2+。(1)濾液1中含有Fe2+,選用提供的試劑進行檢驗,檢驗方法如下:__________________________。(提供的試劑:稀鹽酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、K3[Fe(CN)6]溶液)(2)濾渣2除SiO2外的另一成分是____________;第二次浸出時,加熱溫度不宜過高的原因是___________________;寫出第二次浸出的化學(xué)反應(yīng)方程式____________________________________。寫出鋅溶于氨水的離子方程式____________________________________。(3)ZnSO4在水中的溶解度,隨溫度的升高而緩慢增大,從硫酸鋅溶液得到七水硫酸鋅晶體,可采用的方法是_____________________;析出七水硫酸鋅晶體,減壓過濾,用于淋洗七水硫酸鋅晶體的溶劑是___________________;某同學(xué)在實驗完成之后,得到5.74gZnSO4·7H2O(式量287)則鋅的回收率為_______________________________。8.Na2S2O4俗稱保險粉,大量用于漂白紙張和印染工業(yè)。某學(xué)習小組用下列方法制備該物質(zhì)。①把甲酸溶于甲醇溶液,再和足量的NaOH溶液混合配成溶液;②制取SO2并通入上述溶液中,一段時間后可獲得保險粉。(已知:Na2S2O4在水中溶解度較大,在甲醇中溶解度較?。┭b置如上圖所示(1)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________,為了液體順利下滴A裝置中的分液漏斗改為__________(儀器名稱)更合適。(2)B裝置的作用為_____________________________,D中盛放的試劑為___________________。(3)C裝置的主要玻璃儀器名稱為_________,足量SO2氣體通入混合溶液中,生成保險粉的同時生成一種氣體,則C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。(4)分離C裝置中產(chǎn)品Na2S2O4時應(yīng)選用下列裝置__________(填甲、乙、丙、丁,下同),回收甲醇的裝置為_______________________。(5)保險粉在空氣中容易吸收氧氣而發(fā)生氧化.其方程式可能為:①2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3或②Na2S2O4+O2+H2O=NaHSO3+NaHSO4請設(shè)計實驗證明氧化時有反應(yīng)②發(fā)生:__________________________________________。9.氯化鐵在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習小組模擬工業(yè)生產(chǎn)流程制備無水氯化鐵并對產(chǎn)物做了如下探究實驗。已知:Ⅰ.無水氯化鐵在空氣中易潮解,加熱易升華;Ⅱ.工業(yè)上,向500~600℃的鐵屑中通入氯氣可生產(chǎn)無水氯化鐵;Ⅲ.向熾熱鐵屑中通入氯化氫可以生產(chǎn)無水氯化亞鐵和氫氣。請回答下列問題:(1)裝置的連接順序為_____________(按氣流從左向右的方向,填儀器接口字母)。(2)裝置D的作用是_________;若缺少裝置E對本實驗造成的影響是_________________________________________。(3)工業(yè)生產(chǎn)中,會將裝置D中的干燥劑換成無水氯化鈣,通過裝置D后產(chǎn)生的過量氯氣再用氯化亞鐵溶液吸收,得到氯化鐵溶液作為副產(chǎn)品。氯化亞鐵溶液因吸收Cl2失去作用而失效,下列試劑中能夠檢驗氯化亞鐵溶液是否完全失效的所用的試劑是_____________。(4)實驗結(jié)束并冷卻后,將硬質(zhì)玻璃管及收集器中的物質(zhì)一并快速轉(zhuǎn)移至錐形瓶中,加入過量的稀鹽酸和少許植物油(反應(yīng)過程中不振蕩),充分反應(yīng)后,進行如下實驗:
淡紅色溶液中加入過量H2O2后溶液紅色加深的原因是__________(用離子方程式表示)。實驗操作現(xiàn)象實驗甲:取褪色后溶液3等份第1份滴加FeCl3溶液無明顯變化第2份滴加KSCN溶液溶液變?yōu)榧t色第3份滴加稀鹽酸和BaCl2產(chǎn)生白色沉淀實驗乙:取與褪色后溶液同濃度的FeCl3溶液滴加2滴KSCN溶液,溶液變紅,再通入O2無明顯變化根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷,以下說法不正確的是_____(填選項字母)。A.實驗甲說明是Fe3+發(fā)生了反應(yīng)而不是SCN—發(fā)生反應(yīng)B.實驗甲說明是SCN—發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3+發(fā)生反應(yīng)C.實驗甲中第3份溶液中生成的白色沉淀為BaSO4D.實驗乙排除H2O2分解產(chǎn)生的O2氧化SCN—的可能由實驗甲和乙得出的結(jié)論為______________________________。10.某研究小組在實驗室以含鐵的銅屑為原料制備Cu(NO3)2?3H2O晶體,并進一步探究用SOCl2制備少量無水Cu(NO3)2.設(shè)計的合成路線如下:
已知:①Cu(NO3)2?3H2OCu(NO3)2?Cu(OH)2CuO②SOCl2熔點﹣105℃、沸點76℃、遇水劇烈水解生成兩種酸性氣體、水解強烈放熱,請回答:(1)Cu與足量稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式_____(2)第②步調(diào)pH適合的物質(zhì)是_____(填化學(xué)式).(3)第③步包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等步驟,其中蒸發(fā)濃縮的具體操作是_____.為得到較大顆粒的Cu(NO3)2?3H2O晶體,可采用的方法是_____(填一種).(4)第④步中發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式是_____.(5)第④步,某同學(xué)設(shè)計的實驗裝置示意圖(如圖1)有一處不合理,請?zhí)岢龈倪M方案并說明理由:_____;裝置改進后,向儀器A中緩慢滴加SOCl2時,需打開活塞_____(填“a”、“b”或“a和b”).反應(yīng)過程中,可能會因溫度過高而有副反應(yīng),寫出兩種有效措施_____、_____.(6)為測定無水Cu(NO3)2產(chǎn)品的純度,可用分光光度法.已知:4NH3?H2O+Cu2+═Cu(NH3)42++4H2O;Cu(NH3)42+對特定波長光的吸收程度(用吸光度A表示)與Cu2+在一定濃度范圍內(nèi)成正比.現(xiàn)測得Cu(NH3)42+的吸光度A與Cu2+標準溶液濃度關(guān)系如圖2所示:準確稱取0.3150g無水Cu(NO3)2,用蒸餾水溶解并定容至100mL,準確移取該溶液10.00mL,加過量NH3?H2O,再用蒸餾水定容至100mL,測得溶液吸光度A=0.600,則無水Cu(NO3)2產(chǎn)品的純度是_____(以質(zhì)量分數(shù)表示).11.某研究小組利用氮氣、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁,設(shè)計如圖1所示實驗裝置。請回答:(1)圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序是(可重復(fù)使用,用小寫字母a→g填寫):___________;導(dǎo)管A的作用是_________________________。(2)圖1中用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮氣,該離子方程式為________。(3)硬質(zhì)試管中生成AlN的反應(yīng)方程式是_________________________。(4)按要求連接的實驗裝置,存在嚴重問題,請說明改進的辦法,存在的缺陷是______,改進的辦法是_____________________________________________。(5)反應(yīng)結(jié)束后,某同學(xué)用圖2裝置進行實驗來測定氮化鋁樣品的質(zhì)量分數(shù)(實驗中導(dǎo)管體積忽略不計)。①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應(yīng)生成氨氣化學(xué)反應(yīng)方程式為___________________;②集氣瓶中的苯的作用是______________________;集氣瓶中的液體沒有裝滿,實驗測得NH3的體積將__________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。③若實驗中稱取氮化鋁樣品的質(zhì)量為8.0g,測得氨氣的體積2.8L(標準狀況),則樣品中AlN的質(zhì)量分數(shù)為___________(保留3位有效數(shù)字)。12.某興趣小組欲制備漂白劑亞氯酸鈉(NaClO2)。甲同學(xué)通過查閱文獻發(fā)現(xiàn):NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO2·3H2O,高于38℃時析出的晶體是NaClO2,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl。實驗I乙同學(xué)利用下圖所示裝置制取NaClO2晶體(l)裝置B中盛裝濃硫酸的儀器名稱是______,裝置A和E的作用是__________。(2)裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。(3)反應(yīng)結(jié)束后,先將裝置D反應(yīng)后的溶液在55℃條件下減壓蒸發(fā)結(jié)晶,然后進行的操作是_______,再用38℃~60℃的溫水洗滌,最后在低于60℃條件下干燥,得到NaClO2晶體。實驗Ⅱ丙同學(xué)設(shè)計實驗測定制得NaClO2樣品的純度其實驗步驟如下:①稱取所得亞氯酸鈉樣品ag于燒杯中,加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(yīng)后,配成100mL混合液。②取25.00mL待測液于錐形瓶中,用bmol/LNa2S2O3標準液滴定,消耗標準液體積的平均值為VmL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。(4)步驟①反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。(5)步驟②滴定中使用的指示劑是____________________。(6)樣品中NaClO2的質(zhì)最分數(shù)為______________(用含a、b、V的代數(shù)式表示)。13.MnSO4在工業(yè)中有重要應(yīng)用,用軟錳礦漿(主要成分為MnO2和水,含有Fe2O3、FeO、Al2O3和少量PbO等雜質(zhì))浸出制備MnSO4,其過程如下:(資料)部分陽離子形成氫氧化物沉淀的pH離子Fe2+Fe3+Al3+Mn2+Pb2+開始沉淀時的pH7.62.73.88.38.0完全沉淀時的pH9.73.74.79.88.8(1)向軟錳礦漿中通入SO2生成MnSO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程是___________。(2)加入MnO2的主要目的是___________;(3)在氧化后的液體中加入石灰漿,用于調(diào)節(jié)pH,pH應(yīng)調(diào)至____范圍,生成的沉淀主要含有____和少量CaSO4。(4)陽離子吸附劑可用于主要除去的離子是______________。(5)用惰性電極電解MnSO4溶液,可以制得高活性MnO2。電解MnSO4、ZnSO4和H2SO4的混合溶液可制備MnO2和Zn,寫出陽極的電極反應(yīng)方程式________________。14.鐵黃(FeOOH)是一種不溶于水的黃色固體,可用作制造黃色顏料,也是制備高鐵酸鉀的原料。以下是實驗室制備鐵黃的一種方法:①稱取一定質(zhì)量FeSO4溶于適量蒸餾水配成物質(zhì)的量濃度約為0.4mol/L的溶液并加稀H2SO4調(diào)節(jié)溶液pH≈2;②把配制好的溶液加入三頸燒瓶中,再加入適量NaNO2固體和磁力攪拌核,按下圖連接好裝置,A、B處均裝有KOH溶液;③打開旋塞M、N,開啟恒溫磁力攪拌器,控制加熱溫度為40℃,從a口通入空氣;④反應(yīng)過程中,控制溶液pH為2.0±0.5,當反應(yīng)液變?yōu)榱咙S色時,停止反應(yīng);⑤待反應(yīng)液冷卻后,過濾洗滌并干燥所得沉淀?;卮鹣铝袉栴}:(1)NaNO2在反應(yīng)中起催化劑作用,實際起催化作用的是其與加稀H2SO4反應(yīng)生成的氣體,該反應(yīng)的離子方程式為__________,制備鐵黃的總反應(yīng)離子方程式為__________。(2)A處KOH溶液的作用為__________。(3)步驟⑤中判斷沉淀洗滌干凈的方法是________________。(4)裝置可作為空氣提供源的有__________。某學(xué)生利用減壓過濾的抽氣泵(如圖所示),也實現(xiàn)了為裝置持續(xù)通入空氣的目的,他的具體操作方法是__________。(5)改變不同的實驗條件,發(fā)現(xiàn)適當?shù)目諝饬魉?、合適的pH和溫度(40℃)、增加催化劑用量都能夠提高產(chǎn)率。溫度過高或過低均影響產(chǎn)率的原因是(不考慮副反應(yīng))__________。15.微型實驗具有設(shè)計簡單、節(jié)約藥品等優(yōu)點,某化學(xué)活動小組利用所學(xué)知識設(shè)計氯氣制備和性質(zhì)實驗如下?;卮鹣铝袉栴}:I.氯氣的制備:(1)若實驗室用2KMn04+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl+8H2O制取少量氯氣,則反應(yīng)的最佳裝置應(yīng)選用下圖中____________。(2)利用下圖裝置收集純凈的氯氣,其連接順序為:發(fā)生裝置________(按氣流方向,用字母表示)。(3)A、B兩組同學(xué)分別用兩種方法制取氯氣,A組用含146gHCl的濃鹽酸與足量的二氧化錳反應(yīng);B組用87g二氧化錳與足量的濃鹽酸反應(yīng),則所得氯氣的物質(zhì)的量的關(guān)系為A______B(填“>”、“<”或“=”)Ⅱ.氯氣微型實驗:(1)根據(jù)圖示,完成下表位置實驗現(xiàn)象解釋原因6溶液變黃色反應(yīng)的離子方程式_________5__________Cl2+HS=2Cl+S↓+H+4__________氯氣的氧化性大于碘單質(zhì)(2)仔細觀察上述裝置,利用該套裝置_____(填“能”或“不能”)證明溴單質(zhì)的氧化性大于碘,若能應(yīng)如何操作(若不能請解釋為什么?)_________。參考答案1.B2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O硝酸酸化的硝酸銀(或稀硝酸硝酸銀)坩堝MnO2+4H++2ClMn2++Cl2↑+2H2O除去氯氣中混有的HCl氣體吸收水蒸氣堿石灰檢查裝置的氣密性AC中充滿黃綠色氣體Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O【詳解】(1)如先加入MgCl2、AlCl3的混合溶液,再加氨水,氨水少量,應(yīng)先生成氫氧化鋁沉淀,反之,先加氨水,因氨水足量,則同時生成沉淀,所以為使Mg2+、Al3+同時生成沉淀,應(yīng)先向沉淀反應(yīng)容器中加入氨水,答案選B;(2)實驗室利用氯化銨和熟石灰反應(yīng)制取氨氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。(3)沉淀表面含有氯離子,則判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是硝酸酸化的硝酸銀;高溫焙燒固體時,用于盛放固體的儀器名稱是坩堝。(4)①裝置A制備氯氣,其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2ClMn2++Cl2↑+2H2O。②B中的飽和食鹽水是為了除去混有的HCl氣體;因為氯化鋁易發(fā)生水解,故應(yīng)該防止空氣中的水蒸氣進入E裝置,所以F裝置中試劑的作用是吸收水蒸氣;G是吸收反應(yīng)剩余的氯氣,所以可以加入堿石灰來代替F和G的作用。③連接好裝置后,先檢查裝置的氣密性,再裝藥品。由于裝置中含有空氣,加熱時能與鋁反應(yīng),所以首先點燃A處酒精燈,利用氯氣排盡裝置中的空氣,即當C中充滿黃綠色氣體時,再點燃另一處酒精燈。④裝置G吸收多余的氯氣,其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O。點睛:本題考查物質(zhì)的制備實驗方案設(shè)計,明確物質(zhì)的性質(zhì)、把握實驗原理是解答的關(guān)鍵,實驗原理是解答實驗題的核心,是實驗設(shè)計的依據(jù)和起點。實驗原理可從題給的化學(xué)情景(或題首所給實驗?zāi)康?并結(jié)合元素化合物等有關(guān)知識獲取。在此基礎(chǔ)上,遵循可靠性、簡捷性、安全性的原則,確定符合實驗?zāi)康?、要求的方案。例如本題中“無水AlCl3(183℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧”,因此設(shè)計實驗方案時必須防止空氣中的水蒸氣進入,參加反應(yīng)的氯氣必須是干燥純凈的。另外關(guān)于實驗方案設(shè)計還需要注意:實驗操作順序:即裝置選擇與連接→氣密性檢查→加固體藥品→加液體藥品→開始實驗(按程序)→拆卸儀器→其他處理等。加熱操作先后順序的選擇:若氣體制備實驗需加熱,應(yīng)先加熱氣體發(fā)生裝置,產(chǎn)生氣體排出裝置中的空氣后,再給實驗中需要加熱的物質(zhì)加熱。目的是:①防止爆炸(如氫氣還原氧化銅);②保證產(chǎn)品純度,阻止反應(yīng)物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)。熄滅酒精燈的順序則相反。實驗中試劑或產(chǎn)物防止變質(zhì)或損失:①實驗中反應(yīng)物或產(chǎn)物若易吸水、潮解、水解等,要采取措施防止吸水。②易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷卻。③易揮發(fā)的液體反應(yīng)物,需在反應(yīng)裝置中加裝冷凝回流裝置(如長導(dǎo)管、豎直的干燥管、冷凝管等)。最后需要注意防止倒吸的問題。2.FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓取少量酸浸后的溶液,向其中滴加數(shù)滴KSCN溶液,如果溶液變紅則“還原”未完全,反之,已完全。原樣品中的n(SO42)=10×1.398g÷233g/mol=0.06moln(MnO4)=0.0200mol/L×0.03L=0.0006mol由得失電子守恒可知:n(Fe2+)=5n(MnO4)=0.003mol原樣品中n(Fe2+)=0.03mol由電荷守恒可知:原樣品中n(NH4+)=0.06mol由質(zhì)量守恒:n(H2O)=0.18mol故化學(xué)式為:(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O或(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O【解析】硫鐵礦(主要含F(xiàn)eS2、SiO2等)在空氣中焙燒,得二氧化硫氣體和氧化鐵、二氧化硅等固體,加硫酸溶解,過濾除去二氧化硅,得硫酸鐵溶液,硫酸鐵溶液中再加入硫鐵礦,F(xiàn)eS2把鐵離子還原為Fe2+,同時生成S沉淀,過濾,濾渣含有S、硫鐵礦,濾液中主要含有硫酸亞鐵的混合溶液,向混合溶液中加入硫酸銨,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮降溫結(jié)晶,過濾,洗滌,干燥可得莫爾鹽。(1)根據(jù)上面的分析可知,“還原”時,鐵離子做氧化劑,如果pH過高時鐵元素將沉淀導(dǎo)致產(chǎn)率降低,“還原”時FeS2把鐵離子還原為Fe2+,同時生成S沉淀,所以反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓,實驗室檢驗“還原”已完全的方法是取少量酸浸后的溶液,向其中滴加數(shù)滴KSCN溶液,如果溶液變紅則“還原”未完全,反之,已完全,故答案為FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S↓;取少量酸浸后的溶液,向其中滴加數(shù)滴KSCN溶液,如果溶液變紅則“還原”未完全,反之,已完全;(2)稱取11.76g新制莫爾鹽,溶于水配成250mL溶液,取25.00mL該溶液,加入足量的BaCl2溶液,得到白色沉淀硫酸鋇的質(zhì)量為1.398g,其物質(zhì)的量為=0.006mol,所以n(SO42)=0.006mol,另取25.00mL該溶液用0.0200mol/LKMnO4酸性溶液滴定,當MnO4恰好完全被還原為Mn2+時,消耗溶液的體積為30.00mL,根據(jù)題意,5Fe2++MnO42+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O5
1n(Fe2+)0.02000mol?L1×0.03L,所以n(Fe2+)=0.003mol,根據(jù)電荷守恒:n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42),n(NH4+)=0.006mol;250mL溶液中n(SO42)=0.06mol,n(Fe2+)=0.03mol,n(NH4+)=0.06mol,n(H2O)==0.18mol,所以n(SO42):n(Fe2+):n(NH4+):n(H2O)=006mol:003mol:006mol:018mol=2:1:2:6,所以莫爾鹽的化學(xué)式為(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O[或(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O],故答案為(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O[或(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O]。點睛:本題以制備莫爾鹽為知識背景,清楚工藝流程原理以及學(xué)會物質(zhì)分子式確定的計算是解題的關(guān)鍵。本題的難點和易錯點為(2)的計算,需要是理清解題思路,得到白色沉淀為硫酸鋇,根據(jù)質(zhì)量1.398g計算n(SO42);MnO4被Fe2+還原為Mn2+,根據(jù)高錳酸鉀的物質(zhì)的量計算n(Fe2+),再根據(jù)電荷守恒:n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42),計算出n(NH4+),最后計算所含結(jié)晶水的物質(zhì)的量,得到化學(xué)式。3.SO2+MnO2=MnSO4適當升溫、緩慢通氣等2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O4.7~8.3若加入的石灰漿過多,氫氧化鋁與氫氧化鈣反應(yīng)生成偏鋁酸根離子bc【解析】高溫焙燒含硫廢渣產(chǎn)生的SO2廢氣,軟錳礦漿的主要成分是MnO2,通入SO2浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),浸出液還含有少量的Fe2+、Al3+等其他金屬離子,F(xiàn)e2+具有還原性,可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+,在氧化后的液體中加入石灰漿,雜質(zhì)中含有Fe2+、Al3+、Ca2+三種陽離子,由沉淀的pH范圍知,F(xiàn)e2+的沉淀與Mn2+離子的沉淀所需的pH接近,而Fe3+則相差很遠,故可以將Fe2+氧化成Fe3+而除雜,然后調(diào)節(jié)pH值在4.7~8.3間,F(xiàn)e3+、Al3+陽離子通過調(diào)pH值,轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,同時生成微溶的硫酸鈣,過濾,濾渣主要有氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣,由于制取的MnSO4?H2O含有結(jié)晶水,故操作a采用蒸發(fā)濃縮結(jié)晶的方法,得到MnSO4?H2O。(1)低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO2,通入SO2浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+MnO2=MnSO4,為了提高軟錳礦的浸取率,可以采取的措施除了充分攪拌外還可以適當升溫、緩慢通氣等,故答案為:SO2+MnO2=MnSO4;適當升溫、緩慢通氣;(2)雜質(zhì)離子中只有Fe2+具有還原性,可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O,故答案為:2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;(3)①雜質(zhì)中含有Fe3+、Al3+陽離子,從圖可表以看出,大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去,小于8.3是防止Mn2+也沉淀,所以只要調(diào)節(jié)pH值在4.7~8.3間即可,故答案為:4.7~8.3;②若加入的石灰漿過多,氫氧化鋁與氫氧化鈣反應(yīng)生成偏鋁酸根離子,離子反應(yīng)方程式為:Al(OH)3+OH═AlO2+2H2O,故答案為:若加入的石灰漿過多,氫氧化鋁與氫氧化鈣反應(yīng)生成偏鋁酸根離子(或Al(OH)3+OH═AlO2+2H2O);(4)a.二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉,亞硫酸鈉和二氧化硫、水又能反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉,有兩步反應(yīng),所以無法準確測定尾氣中SO2含量,故a錯誤;b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液和二氧化硫能發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使溶液褪色,只發(fā)生一步反應(yīng),所以能準確測定尾氣中SO2含量,故b正確;
c.碘和二氧化硫能發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使溶液褪色,只發(fā)生一步反應(yīng),所以能準確測定尾氣中SO2含量,故c正確;故答案為:bc。4.SO32+2H+=H2O+SO2↑防止倒吸cad若SO2過量,溶液顯酸性,產(chǎn)物分解ae0.164HI+O2=2I2+2H2O偏低【解析】(1)燒瓶A中亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、硫酸鈉和水,其反應(yīng)的離子方程式為:SO32+2H+=H2O+SO2↑;D中左側(cè)為短導(dǎo)管可防止液體倒吸,故答案為:SO32+2H+=H2O+SO2↑;防止倒吸;(2)觀察SO2的生成速率,是通過觀察溶液中產(chǎn)生氣泡的快慢來判斷,所以溶液不能與SO2反應(yīng),選項中只有飽和NaHSO3溶液與二氧化硫不反應(yīng),故答案為:c;(3)體積較大的玻璃儀器在加熱時,儀器下面要放石棉網(wǎng),防止儀器受熱不均而炸裂,其中燒杯、錐形瓶加熱時必須使用石棉網(wǎng),故答案為:ad;(4)由題目信息可知,硫代硫酸鈉(Na2S2O3)遇酸易分解,若二氧化硫過量會使溶液呈酸性,硫代硫酸鈉會分解,故答案為:若SO2過量,溶液顯酸性,產(chǎn)物分解;(5)NaHSO3溶液中HSO3的電離程度大于水解程度,溶液呈酸性,測定溶液的pH,可以確定溶液酸堿性,酸性溶液可以使?jié)駶櫵{色石蕊試紙變紅,所以能用測定溶液pH值、濕潤的藍色石蕊試液檢驗,而加入Ba(OH)2溶液、HCl溶液、品紅溶液都不能說明溶液呈酸性,故選ae,故答案為:ae;(6)令100mL葡萄酒中二氧化硫的質(zhì)量為mg,則:SO2+2H2O+I2═H2SO4+2HI64g
1molmg
0.025L×0.01mol/L所以=,解得m=0.016,故該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)為=0.16g/L,若有部分HI被空氣氧化,則消耗碘的量偏小,故測定二氧化硫的量偏小,則測定結(jié)果偏低;HI與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4HI+O2=2I2+2H2O,故答案為:0.16;偏低;4HI+O2=2I2+2H2O。5.SO2+MnO2=MnSO4將Fe2+氧化為Fe3+除去Fe(OH)3、Al(OH)3Pb2+、Ca2+Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+HCO3-HCHO+O2CO2+H2O【解析】軟錳礦漿(主要成分為MnO2和水,含有Fe2O3、FeO、Al2O3和少量PbO等雜質(zhì))通入SO2浸出液的pH<2,MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),其中的金屬離子主要是Mn2+,浸出液還含有少量的Fe2+、Al3+等其他金屬離子,F(xiàn)e2+具有還原性,可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+,在氧化后的液體中加入石灰乳,雜質(zhì)中含有Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+四種陽離子,由沉淀的pH范圍知,調(diào)節(jié)pH值4.7,F(xiàn)e3+、Al3+陽離子通過調(diào)pH值,轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,加入陽離子吸附劑,除去Ca2+、Pb2+,過濾,濾液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,獲得MnSO4晶體。(1)I中向軟錳礦漿中通入SO2生成MnSO4,MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+MnO2=MnSO4;故答案為:SO2+MnO2=MnSO4;(2)雜質(zhì)離子中Fe2+具有還原性,可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+,加入石灰乳,調(diào)節(jié)pH值4.7,F(xiàn)e3+、Al3+陽離子通過調(diào)pH值,轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,故生成的沉淀主要為Fe(OH)3、Al(OH)3和少量CaSO4;故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+;Fe(OH)3、Al(OH)3;(3)由題可知通過步驟III得到的溶液為含有錳離子的溶液,此步驟中需要對剩余的金屬離子進行了除雜,可以加入陽離子吸附劑,除去Ca2+、Pb2+;故答案為:Ca2+、Pb2+;(4)①用惰性電極電解酸性MnSO4溶液可制得MnO2,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),Mn2+失去電子轉(zhuǎn)化為MnO2,陰極水得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,總反應(yīng)離子方程式為:Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+;故答案為:Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+;②氧離子與CHO轉(zhuǎn)化為X,而X與H+生成CO2和H2O,則X表示的粒子是HCO3,整個過程是甲醛氧化生成二氧化碳與水,該反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為:HCHO+O2CO2+H2O,故答案為:HCO3;HCHO+O2CO2+H2O。點睛:本題以制備硫酸錳的生產(chǎn)流程為知識載體,考查化學(xué)反應(yīng)的書寫,及除雜中的問題,注意把握數(shù)據(jù)處理能力和圖像分析。本題的易錯點為(4),用惰性電極電解酸性MnSO4溶液可制得MnO2,陽極Mn2+失去電子轉(zhuǎn)化為MnO2,陰極上水放電生成氫氣。6.作氧化劑B鐵pH計(或pH試紙)CH3COOH+A1O2+H2O=A1(OH)3↓+CH3COO向濾液2中加入足量的1mol/L硫酸溶液,充分反應(yīng)后,再加適量KCl固體,蒸發(fā)濃縮、冷卻(至0℃~20℃均可),結(jié)晶,過濾,(冷水)洗滌,干燥【解析】試題分析:由流程及題中信息可知,鉻鐵礦在熔融、氧化后,鉻和鐵的化合價分別升高到+6和+3;熔塊經(jīng)水浸后,鉻酸鈉、亞硝酸鈉、偏鋁酸鈉、硅酸鈉等可溶性鹽被水浸出,過濾后,得到濾渣主要為氧化鐵。將濾液調(diào)pH,偏鋁酸鈉、硅酸鈉等轉(zhuǎn)化為沉淀,過濾除去沉淀,濾液經(jīng)酸化、分離提純得到重鉻酸鉀。(1)步驟①中反應(yīng)物NaNO3的作用是作氧化劑,熔融時為防止坩堝被純堿等物質(zhì)腐蝕,所用的儀器為鐵坩堝,選B。(2)步驟②所得的濾渣1主要為氧化鐵,所以其中含量最多的金屬元素是鐵。(3)步驟③可用醋酸調(diào)節(jié)濾液1的pH至7~8,可用pH計(或pH試紙)測定溶液的pH。步驟③加醋酸生成Al(OH)3的離子方程式為CH3COOH+A1O2+H2O=A1(OH)3↓+CH3COO。(4)從濾液2(主要溶質(zhì)為Na2CrO4)制取K2Cr2O7固體,由信息②可知,先將濾液酸化,然后根據(jù)信息③中溶解度的數(shù)據(jù),再向濾液中加入KCl,然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到產(chǎn)品。經(jīng)優(yōu)化后,具體的實驗方案為:向濾液2中加入足量的1mol/L硫酸溶液,充分反應(yīng)后,再加適量KCl固體,蒸發(fā)濃縮、冷卻(至0℃~20℃均可),結(jié)晶,過濾,(冷水)洗滌,干燥。7.取少量濾液1,滴加幾滴高錳酸鉀溶液,若褪色,則證明有亞鐵離子。(或取少量濾液1,滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍色沉淀,則證明有亞鐵離子)S溫度過高雙氧水易分解CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2OZn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH蒸發(fā)結(jié)晶法酒精50.0%【解析】廢催化劑加入稀硫酸,第一次浸出主要發(fā)生反應(yīng):ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑、Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,過濾后濾液中ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3,濃縮結(jié)晶得到粗ZnSO4?7H2O;濾渣1含有SiO2、CuS,向盛有濾渣1的反應(yīng)器中加H2SO4和H2O2溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成硫酸銅、硫,濾渣2含有硫和二氧化硅,濾液含有硫酸銅,經(jīng)濃縮結(jié)晶可得到硫酸銅晶體。(1)亞鐵離子具有還原性,可與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng),檢驗亞鐵離子,可取少量濾液1,滴加高錳酸鉀溶液,若褪色,則證明有亞鐵離子,故答案為:取少量濾液1,滴加高錳酸鉀溶液,若褪色,則證明有亞鐵離子;(2)根據(jù)上述分析,濾渣2含有硫和二氧化硅;第二次浸出時,加熱溫度不宜過高,主要是防止雙氧水分解;第二次浸出時發(fā)生反應(yīng):CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O;鋅可以溶于氨水形成四氨合鋅配離子[Zn(NH3)4]2+,反應(yīng)的離子方程式為Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH,故答案為:S;溫度過高雙氧水易分解;CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O;Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH;(3)ZnSO4在水中的溶解度,隨溫度的升高而緩慢增大,從硫酸鋅溶液得到七水硫酸鋅晶體,可采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法;析出七水硫酸鋅晶體,減壓過濾,淋洗七水硫酸鋅晶體可以選用酒精,減少晶體的損失;5.74gZnSO4·7H2O(式量287)的物質(zhì)的量為=0.02mol,其中含有鋅元素的質(zhì)量為0.02mol×65g/mol=1.3g,原樣品中鋅的質(zhì)量為10.0g×16.2%
×+10.0g×19.4%
×=2.6g,鋅的回收率為×100%=50%,故答案為:蒸發(fā)結(jié)晶法;酒精;50.0%。點睛:本題以金屬回收為載體,綜合考查物質(zhì)的制備實驗,涉及化學(xué)工藝流程、對原理與裝置的分析、物質(zhì)的分離提純、化學(xué)計算等。本題的易錯點為離子方程式的書寫和鋅的回收率的計算,計算鋅的回收率,需要計算出最終晶體中的鋅和原樣品中鋅的質(zhì)量。8.Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O恒壓滴(分)液漏斗平衡氣壓,防止倒吸NaOH溶液蒸餾燒瓶NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O丁甲取少許固體溶于水中,加人BaCl2溶液,有自色沉淀產(chǎn)生,則證明是②(或取少許固體溶于水中,若聞到刺激性氣味,則證明是②)【解析】試題分析:由題中信息可知,裝置A是制備二氧化硫的;裝置B是安全瓶,用于平衡系統(tǒng)內(nèi)外的氣壓,防止倒吸及堵塞的;裝置C是用于制備保險粉的;裝置D是尾氣處理裝置,吸收剩余的二氧化硫。(1)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,為了液體順利下滴A裝置中的分液漏斗改為恒壓滴(分)液漏斗更合適。(2)B裝置的作用為平衡氣壓,防止倒吸,D中盛放的試劑為NaOH溶液。(3)C裝置的主要玻璃儀器名稱為蒸餾燒瓶,足量SO2氣體通入混合溶液中,生成保險粉的同時生成一種氣體,該氣體為二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O。(4)分離C裝置中產(chǎn)品Na2S2O4時要用過濾法,應(yīng)選用下列裝置丁,回收甲醇要用蒸餾法,選用的裝置為甲。(5)保險粉在空氣中容易吸收氧氣而發(fā)生氧化.其方程式可能為:①2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3或②Na2S2O4+O2+H2O=NaHSO3+NaHSO4證明氧化時有反應(yīng)②發(fā)生實驗方案為:取少許固體溶于水中,加人BaCl2溶液,有自色沉淀產(chǎn)生,則證明是②(或取少許固體溶于水中,若聞到刺激性氣味,則證明是②)。9.a(chǎn)ghdebcf防止空氣中水蒸氣進入,使產(chǎn)品不純;吸收多余氯氣防止污染空氣Fe和HCl高溫下反應(yīng)生成FeCl2和H2,生成的H2和Cl2混合受熱會發(fā)生爆炸鐵氰化鉀溶液2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2OAH2O2將SCN氧化成SO42【解析】(1)濃硫酸具有吸水性能作氯氣干燥劑、堿石灰具有堿性而吸收氯氣、飽和食鹽水吸收氯化氫而抑制氯氣溶解,裝置排列順序為氣體的制取→洗氣→干燥→氯氣和鐵的反應(yīng)→尾氣處理,所以裝置連接順序為a→g→h→d→e→b→c→f,故答案為aghdebcf;(2)D中堿石灰的作用是吸收多余污染氣體,防止空氣中水蒸氣進入裝置B,吸收沒有反應(yīng)完的氯氣,以防污染空氣,防止空氣中水蒸氣進入,使產(chǎn)品不純,若缺少裝置E,氯氣中混有HCl,HCl和Fe反應(yīng)生成的H2與Cl2混合受熱發(fā)生爆炸,且有雜質(zhì)氯化亞鐵生成,故答案為吸收沒有反應(yīng)完的氯氣,以防污染空氣;防止空氣中水蒸氣進入,使產(chǎn)品不純;HCl和Fe反應(yīng)生成的H2與Cl2混合受熱發(fā)生爆炸;(3)檢驗氯化亞鐵溶液是否完全失效,只要檢驗其中不存在氯化亞鐵即可,因此可以選用鐵氰化鉀溶液檢驗,看是否生成藍色沉淀,故答案為鐵氰化鉀溶液;(4)Fe2+被H2O2氧化生成Fe3+,從而增大Fe3+濃度,F(xiàn)e3+、SCN反應(yīng)生成Fe(SCN)3,從而增大絡(luò)合物濃度,溶液顏色加深,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O;實驗甲中第1份溶液中滴加FeCl3溶液無明顯變化;第2份溶液中滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,說明是SCN—發(fā)生了反應(yīng)而不是Fe3+發(fā)生反應(yīng),故A錯誤,B正確;雙氧水具有強氧化性,能夠?qū)CN—氧化為硫酸根離子,因此實驗甲中第3份溶液中生成的白色沉淀為BaSO4,故C正確;實驗乙:取與褪色后溶液同濃度的FeCl3溶液滴加2滴KSCN溶液,溶液變紅,再通入O2,無明顯變化,說明不是氧氣的作用,故D正確;只有A不正確;紅色褪去的同時有氣體生成,經(jīng)檢驗氣體為O2,說明有氧化還原反應(yīng)的發(fā)生,實驗甲說明溶液中鐵離子沒有變化,有硫酸根離子生成,實驗乙另取同濃度的
FeCl3溶液滴加2滴試劑X,溶液變紅,再通入O2,無明顯變化,說明O2不能氧化SCN,則該硫酸根離子由H2O2將SCN氧化成SO42,故答案為2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O;A;H2O2將SCN氧化成SO42。10.3Cu+8NHO3(?。?3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3將溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中,控制溫度(不高于170℃),加熱至溶液表面形成一層晶膜形成一層晶膜減慢減慢冷卻結(jié)晶的速度或冷卻后靜置較長時間Cu(NO3)2?3H2O+3SOC12=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCI↑在AB之間增加干燥裝置,防止B中的水蒸氣進入A中b控制SOC12滴下速度將三頸燒瓶置于冰水浴中89.5%【解析】試題分析:為提高銅的浸取率,所用硝酸必然是過量的,此時鐵也溶解轉(zhuǎn)化為硝酸鐵,調(diào)pH目的是除去鐵離子。然后蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶得到硝酸銅晶體,最后在SOCl2的保護下脫去結(jié)晶水得到無水硝酸銅。(1)Cu與足量稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式3Cu+8NHO3(?。?3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑。(2)第②步調(diào)pH適合的物質(zhì)是CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3.(3)第③步包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等步驟,其中蒸發(fā)濃縮的具體操作是將溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中,控制溫度(不高于170℃,防止硝酸銅水解),加熱至溶液表面形成一層晶膜.為得到較大顆粒的Cu(NO3)2?3H2O晶體,可采用的方法是減慢冷卻結(jié)晶的速度或冷卻后靜置較長時間.(4)第④步中發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式是Cu(NO3)2?3H2O+3SOC12=Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCI↑.(5)第④步,某同學(xué)設(shè)計的實驗裝置有一處不合理,即氫氧化鈉溶液中的水蒸氣可以進入A中影響A中的硝酸銅晶體脫水反應(yīng)。改進的方法是在AB之間增加干燥裝置,理由是防止B中的水蒸氣進入A中;裝置改進后,向儀器A中緩慢滴加SOCl2時,需打開活塞b.反應(yīng)過程中,可能會因溫度過高而有副反應(yīng),控制溫度的有效措施有:控制SOC12滴下速度、將三頸燒瓶置于冰水浴中等等.(6)由圖像可知,A=0.600時,對應(yīng)的溶液中c(Cu2+)=1.5mol/L,則n[Cu(NO3)2]=1.5mol/L=1.5mol,則無水Cu(NO3)2產(chǎn)品的純度是=89.5%.點睛:制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標、任務(wù)。審題的重點要放在與題設(shè)有關(guān)操作的目標、任務(wù)上;解答時要邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤,逐步深入。而且還要看清問題,不能答非所問。11.NO2—+NH4+2H2O+N2↑aedgfcb(或bc)gf平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強,使NaNO2飽和溶液順利滴下N2+Al2O3+3C2AlN+3CO沒有尾氣處理裝置,會污染大氣在干燥管末端連一尾氣處理裝置AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑防止氨氣溶于水不變64.1%【解析】試題分析:本題以利用氮氣、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁為載體,考查N2的制備,實驗裝置的連接,物質(zhì)的含量測定,實驗方案的設(shè)計和評價。根據(jù)原子守恒,由飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮氣的同時還有NaCl和H2O生成,,制備N2的反應(yīng)原理為NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O;由于NH4Cl受熱會分解成NH3和HCl,使得所得N2中混有H2O(g)、NH3、HCl,所以N2與氧化鋁和活性炭反應(yīng)之前必須除去這些雜質(zhì)氣體,除雜時先通過濃硫酸吸收NH3和H2O(g),再通過堿石灰吸收HCl;接著干燥純凈的N2與氧化鋁和活性炭反應(yīng)制得AlN;但由于AlN易水解,所以最后還要用盛放堿石灰的干燥管吸收空氣中的水蒸氣,防止水蒸氣進入硬質(zhì)試管中使AlN發(fā)生水解,則圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序為aedgfcb(或bc)gf。(1)圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序為aedgfcb(或bc)gf。由于蒸餾燒瓶中有氣體產(chǎn)生,壓強增大,分液漏斗中的液體不易滴下;使用導(dǎo)管A將蒸餾燒瓶和分液漏斗相連,壓強相同,便于液體順利滴下。導(dǎo)管A的作用是:平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強,使NaNO2飽和溶液順利滴下。(2)制備N2的離子方程式為NO2+NH4+N2↑+2H2O。(3)由于活性炭是過量的,結(jié)合原子守恒,N2與氧化鋁和活性炭反應(yīng)時除生成AlN外還生成CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2+Al2O3+3C2AlN+3CO。(4)由反應(yīng)原理知,制得AlN的同時生成了CO;若按要求連接的實驗裝置,存在的嚴重問題是沒有尾氣處理裝置,CO污染大氣。改進的方法是在干燥管末端連一尾氣處理裝置。(5)①根據(jù)原子守恒以及NaOH過量,AlN與過量NaOH溶液反應(yīng)生成NH3和NaAlO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑。②用排水法測量生成NH3的體積,由于NH3極易溶于水,能被水吸收,無法測量NH3的體積,用苯將NH3和水隔開防止氨氣溶于水,所以苯的作用是防止氨氣溶于水。由于排出水的體積等于收集到氨氣的體積是按壓強原理完成的,所以若集氣瓶中的液體沒有裝滿,實驗測得NH3的體積不變。③根據(jù)N守恒,n(AlN)=n(NH3)==0.125mol,m(AlN)=0.125mol41g/mol=5.125g,樣品中AlN的質(zhì)量分數(shù)為100%=64.1%?!军c睛】與氣體有關(guān)裝置的連接和判斷12.分液漏斗吸收ClO2,防止污染空氣2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑趁熱過濾ClO2+4I+4H+=2H2O+2I2+Cl淀粉溶液【解析】試題分析:本題考查NaClO2晶體的制備,物質(zhì)純度的測定和滴定實驗。(1)裝置B中盛濃H2SO4的儀器為分液漏斗。裝置B用于制備ClO2,裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O,裝置A和E中的NaOH用于吸收ClO2,防止污染空氣。(2)裝置D中ClO2與NaOH和H2O2的混合溶液反應(yīng)制備NaClO2,ClO2被還原成NaClO2,則H2O2被氧化成O2,寫出反應(yīng)ClO2+NaOH+H2O2→NaClO2+O2↑+H2O,用化合價升降相等和原子守恒可配平得化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑。(3)由于NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出的晶體是NaClO2·3H2O,高于38℃時析出的晶體是NaClO2,所以反應(yīng)結(jié)束后,先將裝置D反應(yīng)后的溶液在55℃條件下減壓蒸發(fā)結(jié)晶(溫度控制55℃的目的是防止溫度高于60℃NaClO2分解成NaClO3和NaCl),然后進行的操作是趁熱過濾(防止溫度低于38℃時析出NaClO2·3H2O)。(4)根據(jù)實驗步驟分析,步驟①為NaClO2在酸性條件下將KI氧化成I2,自身還原成Cl,反應(yīng)為ClO2+I+H+→Cl+I2+H2O,用化合價升降相等可得ClO2+4I+H+→Cl+2I2+H2O,結(jié)合原子守恒和電荷守恒,寫出離子方程式為ClO2+4I+4H+=2I2+Cl+2H2O。(5)由于用Na2S2O3滴定I2,I2遇淀粉呈特征的藍色,所以選用淀粉溶液作指示劑,實驗終點的實驗現(xiàn)象為:滴入一滴Na2S2O3溶液,溶液由藍色褪為無色且在30s內(nèi)不恢復(fù)。(6)根據(jù)反應(yīng)寫出關(guān)系式:NaClO2~2I2~4Na2S2O3,n(NaClO2)=n(Na2S2O3)/4=bV103/4mol,原樣品中NaClO2物質(zhì)的量為bV103/4mol=bV103mol,質(zhì)量為90.5bV103g,樣品中NaClO2的質(zhì)量分數(shù)為=?!军c睛】易錯點:依據(jù)題給信息,NaClO2飽和溶液在溫度低
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