
?江西高考化學(xué)三年(2021-2023)模擬題匯編-26常見物質(zhì)的制備
一、單選題
1.(2023·江西九江·統(tǒng)考三模)濕法制備高鐵酸鉀的過程:①將制得的Cl2通入一定體積分?jǐn)?shù)的KOH溶液中得到KClO溶液;②將KOH固體溶解在①中得到的KClO溶液中,加入一定質(zhì)量的Fe(NO3)3·9H2O,攪拌得到K2FeO4溶液,繼續(xù)加KOH固體至溶液飽和;③減壓過濾,濾渣經(jīng)一系列操作得到K2FeO4晶體。已知K2FeO4性質(zhì):低溫、堿性環(huán)境穩(wěn)定;具有強(qiáng)氧化性,能氧化烴、苯胺和80%以下的乙醇溶液。下列說法正確的是
A.②中兩次使用KOH固體的作用相同
B.③中一系列操作含洗滌,洗滌時可用75%乙醇溶液
C.K2FeO4消毒凈水過程均利用它的氧化性
D.制備過程中涉及的主要化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)
2.(2022·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測)氨基甲酸銨()可用于生產(chǎn)醫(yī)藥試劑、發(fā)酵促進(jìn)劑、電子元件等,是一種可貴的氨化劑,某化學(xué)小組用下列實(shí)驗(yàn)裝置模擬工業(yè)制備少量氨基甲酸銨。下列說法錯誤的是
查閱資料:氨基甲酸銨的性質(zhì)及工業(yè)制法如表所示。
物理性質(zhì)
白色粉末,易溶于水,難溶于四氯化碳
化學(xué)性質(zhì)
水解生成碳酸氫銨,受熱分解生成尿素
工業(yè)制法
??
A.裝置Ⅰ中膠皮管a的作用為平衡壓強(qiáng),使液體順利滴下
B.裝置Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ中盛放的試劑依次為飽和溶液、濃硫酸、堿石灰
C.裝置Ⅳ的反應(yīng)溫度過高,會導(dǎo)致氨基甲酸銨的產(chǎn)量降低
D.裝置Ⅵ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
3.(2022·江西上饒·校聯(lián)考模擬預(yù)測)用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持及尾氣處理儀器略去),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
選項(xiàng)
a中試劑
b中試劑
c中試劑
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
裝置
A
濃鹽酸
MnO2
無
制取并收集Cl2
B
濃氨水
堿石灰
濃硫酸
制備純凈的NH3
C
稀硫酸
NaHCO3
硅酸鈉溶液
比較非金屬性強(qiáng)弱:S>C>Si
D
濃硫酸
Cu
品紅溶液
驗(yàn)證SO2具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
二、工業(yè)流程題
4.(2023·江西上饒·校聯(lián)考二模)硫酸鎳廣泛應(yīng)用于電鍍、電池、催化劑等工業(yè)。某科研小組以粗硫酸鎳(含Cu2+、Fe3+、Ca2+、 Mg2+、Zn2+等)為原料,經(jīng)下圖一系列除雜過程模擬精制硫酸鎳工藝,回答下列問題。
??
(1)①“硫化除銅”過程中除Cu2+發(fā)生的反應(yīng)外,另一離子反應(yīng)方程式為 。
②“硫化除銅”后濾液1中主要金屬陽離子為Ca2+、Mg2+、Zn2+、 。
(2)“氧化除雜” 時加入Cl2和Ni (OH)2的主要作用分別是 、 。
(3)“氟化除雜”后濾渣2的主要成分是 (寫化學(xué)式)。
(4)“濾液3”中加入有機(jī)萃取劑后,Zn2+與有機(jī)萃取劑形成易溶于萃取劑的絡(luò)合物。該過程選用的萃取劑一般為P204[ (二(2-乙基)己基)磷酸酯],其萃取原理為: 2???+Zn2+???+2H+,反萃取是用反萃取劑使被萃取物從負(fù)載有機(jī)相返回水相的過程,為萃取的逆過程。取“萃取除鋅”過程中的有機(jī)相,加入反萃取劑可回收ZnSO4,具體過程如圖,其中反萃取劑可以選擇下列哪種物質(zhì) (填選項(xiàng))。
??
A.NaOH溶液?????B. H2SO4溶液??????C.ZnSO4溶液
(5)“萃取除鋅”后的溶液經(jīng)操作A可得硫酸鎳晶體,稱取1.000g硫酸鎳晶體(NiSO4·6H2O )樣品溶解,定容至250mL。取25.00mL試液,滴入幾滴紫脲酸胺指示劑,用0.01mol·L-1的EDTA (Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),重復(fù)操作2-3次,平均消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為23.50mL。
已知:反應(yīng)為Ni2++H2Y2-=NiY2- +2H+;紫脲酸胺:紫色試劑,遇Ni2+顯橙黃色。
①滴定終點(diǎn)的操作和現(xiàn)象是 。
②計算樣品純度為 。(保留三位有 效數(shù)字,不考慮雜質(zhì)反應(yīng))
5.(2023·江西宜春·校聯(lián)考二模)電池級碳酸鋰是制造LiCoO2等鋰離子電池必不可少的原材料。享譽(yù)“亞洲鋰都”的宜春擁有亞洲儲量最大的鋰云母礦,以鋰云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、等)為原料制取電池級Li2CO3的工藝流程如圖:
??
已知:①HR為有機(jī)萃取劑,難溶于水,可萃取Fe3+,萃取時發(fā)生的反應(yīng)可表示為:Fe3++3HR?FeR3+3H+;
②常溫時,1mol·L-1LiOH溶液的pH=14.
回答下列問題:
(1)“有機(jī)層”的主要成分為 (填化學(xué)式,下同);“濾渣1”中含有的物質(zhì)為 ;使用HR萃取劑時,需加入一定量的NaOH進(jìn)行處鋰,其目的是 。
(2)操作1、操作2、操作3中均用到的玻璃儀器的名稱為 。
(3)“混合沉鋰”的離子方程式為 。
(4)Li2CO3與Co3O4在空氣中加熱可以制備重要的電極材料鈷酸鋰(LiCoO2)。寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(5)一種鋰離子充電電池的裝置如下圖所示,充放電過程中,存在LiCoO2與Li1-xCoO2、C6與LixC6之間的轉(zhuǎn)化,已知放電過程中Li+從A電極區(qū)向B電極區(qū)遷移,則充電時陽極的電極反應(yīng)式為 。
??
6.(2022·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測)純堿是日常生活中常用的物質(zhì)。一種制備純堿的流程如下:
請回答下列問題:
(1)晶體X是 (填名稱)。
(2)“反應(yīng)池”發(fā)生的化學(xué)方程式為 。
(3)濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌干燥,得到一種晶體,它的主要成分是 (填化學(xué)式)。
(4)晶體X表面吸附少量的NH?Cl、NaCl等雜質(zhì),“洗滌”時可通過檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有Cl-來判斷是否洗凈,檢驗(yàn)Cl-的方法是 。
(5)“反應(yīng)池”用熱水浴加熱,還需要一種儀器,其名稱是 。
(6)測定某純堿樣品(只含少量NaCl)純度。取10.0g純堿樣品溶于蒸餾水配制成250mL溶液,取25.0mL配制的溶液,加入足量的CaCl?溶液,經(jīng)過濾、洗滌、干燥,稱得CaCO?質(zhì)量為0.9g。
①配制上述溶液需要定量儀器有托盤天平、量筒和 。
②寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: 。該純堿樣品中Na?CO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
7.(2022·江西景德鎮(zhèn)·統(tǒng)考二模)某廢鈀催化劑主要含Pd、活性炭、SiO2、Al2O3、Fe3O4、CuO、ZnO。其一種回收利用工藝如圖所示。回答相關(guān)問題。
(1)焙燒的目的 。
(2)浸出后Pd以PdCl形式存在,寫出對應(yīng)的離子方程式 。
(3)已知Cu2+和Zn2+易與氨水形成Cu(NH3)和Z(NH3),則濾渣2的化學(xué)式為 。
(4)除雜后Pd以Pd(NH3)形式存在,沉鈀時得到的是(NH4)2PdCl4, 寫出沉鈀時對應(yīng)的離子方程式 。
(5)若還原時生成1mol Pd,則理論上需要消耗N2H4的質(zhì)量為 。
(6)工業(yè)上制備乙醛是在PdCI2—CuCl2催化下用氧氣氧化乙烯制備。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 該反應(yīng)過程復(fù)雜,可簡單用下列3個反應(yīng)表示,將反應(yīng)②補(bǔ)齊。
①C2H4+ PdCl2+ H2O= CH3CHO+ Pd+2HCl
② ;
③4CuCl+O2+4HCl=4CuCl2+2H2O
8.(2022·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測)硫酸亞鐵可用于治療缺鐵性貧血。利用黃銅礦(CuFeS2)制備硫酸亞鐵并回收銅的工藝流程如圖所示:??
(1)①焙燒生成的SO2可用檸檬酸-檸檬酸鈉溶液進(jìn)行吸收,該過程采用逆流接觸法進(jìn)行吸收的原因是 。
②還可用電化學(xué)氧化法處理SO2,同時生成H2SO4,寫出SO2參與反應(yīng)的電極反應(yīng)式: 。
(2)還原過程中加入的X為 (填化學(xué)式),該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。
(3)濾渣的主要成分是 (填化學(xué)式)。
(4)①向?yàn)V液中加入稀硫酸后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可得綠礬晶體,加入稀硫酸的目的是 。
②為測定產(chǎn)品FeSO4·xH2O中結(jié)晶水的數(shù)量,稱取14g產(chǎn)品配制成250mL待測液,準(zhǔn)確量取25.00mL待測液于錐形瓶中加稀硫酸酸化,用0.0500mol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),重復(fù)三次,平均消耗KMnO4溶液的體積為20.00mL,則x= 。
9.(2022·江西九江·統(tǒng)考二模)以碳酸錳銅礦(主要成分為MnCO3、CuCO3,還含有Fe2O3、FeO等雜質(zhì))為原料制備硫酸錳的一種工藝流程如下:
(1)“氧化”時,反應(yīng)的離子方程式為 ??捎靡环N試劑檢驗(yàn)氧化后的溶液中是否含有Fe2+,該試劑為 (寫化學(xué)式)。
(2)加入MnCO3調(diào)節(jié)pH=3.3時可以將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去,該反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)“沉銅"時,若濾液中c(Mn2+)=0.21mol·L-1,向其中緩慢通入氨氣,為了使銅離子完全沉淀而又避免生成Mn(OH)2,應(yīng)控制pH的范圍為 。[已知:常溫下,Ksp[Cu(OH)2]=1×10-20,Ksp[Mn(OH)2]=2.1×10-13,離子濃度小于或等于10-5mol/L可視為沉淀完全]
(4)本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是 。
(5)結(jié)合圖象,分析獲得(MnSO4·H2O)晶體的“系列操作”步驟為: 、 ,酒精洗滌,低溫干燥。
10.(2021·江西九江·統(tǒng)考一模)砷鹽凈化工藝成功應(yīng)用于冶煉鋅工業(yè),加快了我國鋅冶煉技術(shù)改造步伐。從砷鹽凈化渣(成分為Cu、、Zn、ZnO、Co、Ni等)中回收有價值的金屬具有重要意義。
回答下列問題:
(1)“選擇浸Zn”過程中,為了提高Zn的浸出率可采取的措施有 (寫兩點(diǎn)),其他條件不變時,Zn和Ni浸出率隨pH變化如下圖所示,則“選擇浸Zn”過程中,最好控制溶液的pH為 。
(2)“氧化浸出“時,被氧化為的化學(xué)方程方式為 ;此過程溫度不能過高的原因 。
(3)用NaOH溶液調(diào)節(jié)氧化浸出液至弱酸性,再加入進(jìn)行“沉銅”,得到難溶性的,則“沉銅”的離子方程式為 。
(4)操作Ⅰ所用到的玻璃儀器有 ,已知煅燒時溫度不同,產(chǎn)物不同。400℃時在空氣中充分煅撓,得到的鈷的氧化物的質(zhì)量為4.82g,的體積為2.688L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則此時所得鈷的氧化物的化學(xué)式為 。
(5)已知常溫下,相關(guān)金屬氫氧化物開始沉淀和沉淀完全(離子濃度視為沉淀完全)的pH如下表所示:
開始沉淀的pH
完全沉淀的pH
8.0
10.0
7.5
9.5
若將沉銅后的溶液調(diào)節(jié)至,此時溶液中 。
11.(2021·江西南昌·統(tǒng)考二模)鈦酸鋰電池是一種較安全的鋰離子電池,利用鈦酸鋰廢料(含有少量碳、鎳和鐵元素),回收其中的有價金屬鋰和鈦并制備高附加值的碳酸鋰和二氧化鈦產(chǎn)品,工藝流程如圖所示:
(1)中的化合價為 。
(2)酸浸時生成鈦酸,提高酸浸速率的措施有: .(寫一條即可)
(3)浸出渣中含有鈦酸和少量 。
(4)已知:.常溫時通過調(diào)節(jié)溶液大于 ,達(dá)到除雜目的。
若要將鎳、鐵從浸出液中分步除去,達(dá)到分離鎳和鐵的目的,方案為 ,然后繼續(xù)調(diào),過濾得到。
(5)用碳酸鈉“沉鋰”的離子方程式為 ;碳酸鈉的添加量(理論用量的倍數(shù))對的收率及純度影響如圖所示.代表純度的曲線為 (填“a”或“b”)。
(6)工業(yè)上向尾液中加入的目的是 (填編號)。
A.進(jìn)一步回收金屬鋰?????B.得到產(chǎn)品 C.除雜??????D.污水處理
12.(2021·江西·校聯(lián)考二模)某小組利用含鉛廢料(主要含PbO、PbSO4和PbO2)制備化工產(chǎn)品三鹽(PbSO4·3PbO·H2O)的工藝流程如圖:
已知:Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13,Pb(OH)2具有兩性,PbO2有強(qiáng)氧化性。請回答下列問題:
(1)結(jié)晶水合物M(M=322g/mol)的化學(xué)式為 。
(2)“轉(zhuǎn)化”中,加入Na2SO3溶液的離子反應(yīng)方程式 。
(3)“轉(zhuǎn)化”中,加入Na2CO3目的是 。
(4)下列試劑可以替代Na2SO3溶液 (填寫字母)。
A.H2O2溶液 B.Na2SO4溶液??????C.高錳酸鉀溶液 D.Fe2(SO4)3溶液
(5)該流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是 (填寫物質(zhì)名稱)。
(6)“酸溶”時,反應(yīng)溫度為40℃,其主要原因是 。
(7)合成三鹽的化學(xué)方程式為 ,解釋“合成”需控制溶液的pH不能大于10的原因 。
13.(2021·江西宜春·統(tǒng)考一模)錫的某些化合物在工業(yè)上有重要用途,常用于印染和電鍍工業(yè).某研究小組設(shè)計的制備路線如圖:
已知:;強(qiáng)酸性條件下,錫元素在水溶液中有、兩種主要存在形式,極易水解,生成對應(yīng)的堿式鹽。
(1)錫原子的核電荷數(shù)為50,與碳元素屬于同一主族,錫元素在周期表中的位置是 。
(2)用鹽酸溶解而不用水直接溶解的原因是 ;加入粉的作用有兩個;①調(diào)節(jié)溶液② 。
(3)步驟Ⅱ中用到的玻璃儀器有 ;
(4)酸性條件下,還可以用作雙氧水去除劑,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。
(5)向中加入稀硫酸的作用之一是控制溶液的.若溶液中,則室溫下應(yīng)控制溶液取值范圍為 (已知)
(6)該小組通過下列方法測定所用錫粉的純度(雜質(zhì)不參與反應(yīng)):取錫粉溶于鹽酸中,向生成的中加入過量的溶液,用滴定生成的(已知酸性環(huán)境下,可被還原為不能被氧化),共用去溶液.則錫粉中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 .(的摩爾質(zhì)量為,用含a、b、d的最簡代數(shù)式表示)
三、實(shí)驗(yàn)題
14.(2023·江西上饒·校聯(lián)考二模)銀量法滴定產(chǎn)生的廢液、廢渣中含有AgSCN、AgI等,工業(yè)上常以這些廢料、廢渣為原料,先用沉淀劑充分將銀沉出,再還原出單質(zhì)銀,可實(shí)現(xiàn)銀的回收。實(shí)驗(yàn)過程如圖:
??
請回答下列問題:
(1)步驟①中AgSCN與Na2S反應(yīng)的離子方程式為 ,獲得沉淀時要多攪拌一段時間以獲取團(tuán)聚的沉淀物,該操作對后續(xù)處理的意義是 。
(2)儀器B相較于分液漏斗的優(yōu)點(diǎn)為 。
(3)儀器A中物質(zhì)在攪拌下充分反應(yīng)后,溶液呈現(xiàn)淺綠色,伴有黑色不溶物產(chǎn)生,并生成臭雞蛋氣味氣體,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(4)步驟②產(chǎn)生的尾氣可用C裝置盛裝CuSO4溶液吸收,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(5)步驟③若采用稀HNO3洗滌,則產(chǎn)品回收率 (填“偏高”“偏低”或“無影響”)
(6)利用實(shí)驗(yàn)中給出的數(shù)據(jù)計算本次實(shí)驗(yàn)從固體a獲得銀單質(zhì)的回收率為 。(保留三位有效數(shù)字)
15.(2023·江西南昌·統(tǒng)考二模)工業(yè)上制硫化鋇普遍采用兩種方法:一種為重晶石( BaSO4)煤粉還原法(將重晶石和無煙煤混合后在1000-1200° C下還原焙燒1~2h);另一種為氣體還原法(將重晶石在850-900°C通入氫氣進(jìn)行還原反應(yīng))。下列是實(shí)驗(yàn)室模擬高溫下H2還原重晶石法,裝置如下。
??
回答下列問題:
(1)固體A的名稱 。
(2)H2與BaSO4反應(yīng)生成BaS,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(3)打開活塞K之后,管式爐升溫之前,必須進(jìn)行的操作為 。
(4)測定BaS質(zhì)量分?jǐn)?shù):
取生成物10.00g,溶于蒸餾水后稀釋至500mL;取25.00mL溶液于錐形瓶中,再加入10mL2%醋酸溶液及10.00 mL 0.50 mol/L KI3標(biāo)準(zhǔn)溶液(過量),充分振蕩、使BaS中的硫元素完全轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì);向錐形瓶中加入2滴淀粉溶液做指示劑,用0.50mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積10.00mL(滴定反應(yīng)為:+2=3I-+)。
①稀釋至500mL所需的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、 和
②寫出KI3與BaS反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
③醋酸溶液加多了會導(dǎo)致測定結(jié)果偏小,原因可能是 。
④計算樣品中BaS(M=169g/mol)質(zhì)量分?jǐn)?shù): (保留3位有效數(shù)字)。
⑤若用重晶石煤粉還原法制BaS,其產(chǎn)品純度 (填“升高”或“降低” )。
16.(2023·江西新余·統(tǒng)考二模)碳酸乙烯酯( EC)是一種性能優(yōu)良的溶劑和精細(xì)化工中間體,是有機(jī)化工潛在的基礎(chǔ)原料。EC的熔點(diǎn)為36℃,沸點(diǎn)為243℃,相對密度為1.4259g·cm-3。某課外小組擬用下圖裝置在100 ~120℃下以NY -2作催化劑,環(huán)氧乙烷( EO)和CO2為原料合成EC。
其反應(yīng)原理為主反應(yīng):
副反應(yīng):
回答下列問題:
(1)用固體NY-2配制500g 4.8%的NY-2水溶液未用到下列儀器中的 (填儀器名稱)。
(2)控制裝置D中反應(yīng)溫度的方法是 (填“水浴加熱”或“油浴加熱”)。
(3)用裝置A制備CO2時,應(yīng)先打開K1和K2,然后 。
(4)將裝置C中的EO導(dǎo)入三頸燒瓶中的操作是 ,繼續(xù)通入 CO2,用攪拌器攪拌,使反應(yīng)物充分混合。
(5)CO2在水中的溶解度較小,但隨著反應(yīng)進(jìn)行,從三頸燒瓶中逸出的CO2減少,其可能原因是 。
(6)溫度超過120℃后, EO的轉(zhuǎn)化率增大,而EC的產(chǎn)率卻減小,其可能原因是 。
(7)計算結(jié)果表明,EO的轉(zhuǎn)化率為91.5% ,EC的選擇性為82% (EC的選擇性=生成EC的物質(zhì)的量/轉(zhuǎn)化的EO的物質(zhì)的量) ,若實(shí)驗(yàn)加入22 g EO,則得到 g EC(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
17.(2022·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測)亞硫酰氯(SOCl2)是無色液體,其熔點(diǎn)為-101℃、沸點(diǎn)75.6℃,廣泛用于生產(chǎn)有機(jī)中間體、除草劑、殺蟲劑、醫(yī)藥、染料等領(lǐng)域,也常作為原電池的非水電解質(zhì)。140℃以上會分解,遇水劇烈反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室合成SOCl2的原理為SO2+PCl5POCl3+ SOCl2。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持儀器已略)。
(1)盛放70%H2SO4的儀器名稱 ,裝置甲中制備SO2的化學(xué)方程式 。
(2)反應(yīng)需控制溫度在40℃-80℃,采用的加熱方式 。
(3)裝置乙所盛試劑的化學(xué)式為 ;裝置丁的作用為 。
(4)反應(yīng)后將產(chǎn)物SOCl2從丙中的液態(tài)混合物中蒸餾出來,在蒸餾操作中,儀器選擇及安裝正確的是 。
(5)向盛有20ml水的錐形瓶中,小心滴加ag產(chǎn)品SOCl2,立即可觀察到劇烈反應(yīng),有帶刺激性氣味且使品紅溶液褪色的氣體產(chǎn)生,輕輕振蕩錐形瓶,向溶液中加入足量AgNO3溶液,產(chǎn)生不溶于HNO3的白色沉淀,過濾、洗滌、烘干、稱量得bg固體。
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,寫出SOCl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
②蒸干FeCl3溶液不能得到無水FeCl3,讓SOCl2與FeCl3·6H2O混合并加熱,可得到無水FeCl3,試解釋原因 。
③該產(chǎn)物SOCl2的純度為 。
18.(2022·江西·校聯(lián)考模擬預(yù)測)對氨基苯磺酸(磺胺酸)常用作基準(zhǔn)試劑、實(shí)驗(yàn)試劑及色譜分析試劑。實(shí)驗(yàn)室常用苯胺制備磺胺酸,其反應(yīng)原理如下:
+H2SO4+H2O
???????????????成鹽??????????????????脫水轉(zhuǎn)位
實(shí)驗(yàn)步驟:
I.溶劑惰性化處理
(1)在溶劑汽油中加入適量濃硫酸,充分?jǐn)嚢韬蟮谷敕忠郝┒罚o置分層后放出廢液,使用分液漏斗前必須進(jìn)行的一項(xiàng)操作是 ;將處理過的溶劑水洗至中性后取樣加入酸性KMnO4溶液充分振蕩,作用是 。
II.制備對氨基苯磺酸
(2)將60mL經(jīng)惰性化處理的溶劑和0.1mol苯胺加入燒瓶中,滴入濃硫酸使其成鹽。苯胺與濃硫酸配料比為1:1.015,原因是 ;向苯胺中加入濃硫酸的具體操作是 。
(3)待完全成鹽后,將溫度慢慢升至170~175℃,保持6h進(jìn)行脫水轉(zhuǎn)位反應(yīng),反應(yīng)溫度不宜太高,原因是 。
(4)反應(yīng)結(jié)束后,過濾,在濾液中加入少量無水亞硫酸鈉,用Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH=7~8,過濾,再向?yàn)V液中加入少量無水亞硫酸鈉,用稀硫酸酸化至pH=2,寫出加入稀硫酸時涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式 ;將混合物在不斷攪拌下倒入盛有冰水的燒杯中,用少量熱水沖洗燒瓶,洗滌液一并倒入燒杯,用少量熱水沖洗燒瓶的原因是 。
(5)經(jīng)過濾、洗滌烘干處理,所得產(chǎn)品質(zhì)量為16.61g,則本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為 (保留兩位有效數(shù)字)。
19.(2021·江西南昌·統(tǒng)考三模)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)也稱為保險粉,在空氣中極易被氧化,不溶于乙醇易溶于水,在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定,是用途廣泛的無機(jī)精細(xì)化學(xué)品。某科研小組設(shè)計兩種方法制備Na2S2O4?;卮鹣铝袉栴}:
(1)電解NaHSO3溶液制備Na2S2O4,裝置如圖所示。
①X為 (填化學(xué)式)。
②電極a的電極反應(yīng)式為 。
③裝置若無陽離子交換膜 (填“能”或“不能”)得到Na2S2O4。
(2)鋅粉法制備Na2S2O4,裝置(部分夾持儀器已省略)如圖所示。
①盛放濃硫酸的儀器名稱為 ;寫出裝置A燒瓶內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
②通入SO2前裝置B的三頸燒瓶內(nèi)應(yīng)選通入N2,目的是 。通入SO2,控制反應(yīng)溫度約為35℃,反應(yīng)一段時間后再滴加NaOH溶液將有Na2S2O4和Zn(OH)2生成??刂品磻?yīng)溫度約為35℃的方法是 ,寫出生成Na2S2O4和Zn(OH)2總反應(yīng)離子方程式: 。
③將反應(yīng)后的懸濁液過濾后在微熱下加入氯化鈉冷卻至20℃,析出Na2S2O4結(jié)晶過濾后,再用乙醇洗滌幾次后,置于真空干燥箱中干燥即得到Na2S2O4。簡述用乙醇洗滌的原因: 。
(3)產(chǎn)品中Na2S2O4純度的測定。
稱取mgNa2S2O4樣品溶于冷水中配成100mL溶液,取出10mL該溶液置于預(yù)先盛有20mL中性甲醛溶液的燒杯中,攪拌至完全溶解,轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中用水稀釋至刻度搖勻。移取25mL該溶液于250mL錐形瓶中加入4mL鹽酸溶液,用cmol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,近終點(diǎn)時加入3mL淀粉溶液繼續(xù)滴定,至溶液呈淺藍(lán)色在30s內(nèi)顏色不消失,用去碘標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。產(chǎn)品中Na2S2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
已知:Na2S2O4+2CH2O+H2O=NaHSO3?CH2O+NaHSO2?CH2O
NaHSO2?CH2O+2I2+2H2O=NaHSO4+CH2O+4HI
四、填空題
20.(2023·江西九江·統(tǒng)考三模)Na2S又稱臭堿、臭蘇打,在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室制備、提純硫化鈉并探究其性質(zhì),測定硫化鈉產(chǎn)品的純度。
實(shí)驗(yàn)(一)制備并提純硫化鈉。
該化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)用煤粉還原法制備硫化鈉,將芒硝(Na2SO4·10H2O)與過量的煤粉混合于800 ~ 1100°C高溫下煅燒還原,生成物經(jīng)冷卻后用稀堿液熱溶解、過濾,將濾液進(jìn)行濃縮,再進(jìn)行抽濾、洗滌、干燥,制得硫化鈉產(chǎn)品。
(1)寫出“高溫還原”過程中的主要化學(xué)方程式: 。
(2)抽濾又稱減壓過濾,相比普通過濾,抽濾的主要優(yōu)點(diǎn)是 。(答一條即可)
實(shí)驗(yàn)(二)探究硫化鈉的性質(zhì)。
(3)為了探究Na2S的還原性,該小組按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
接通K,發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),左側(cè)燒杯中溶液顏色逐漸變淺。實(shí)驗(yàn)完畢后,該小組查閱資料后猜測,S2-被氧化為。設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:取出少量右側(cè)燒杯中溶液于試管中, ,則該猜測成立。寫出正極的電極反應(yīng)式 。
實(shí)驗(yàn)(三)測定Na2S?xH2O產(chǎn)品純度。
稱取wg產(chǎn)品溶于水,配制成250mL溶液,準(zhǔn)確量取25. 00mL溶液于錐形瓶中,加入V1mLc1mol·L-1I2溶液(過量),過濾,滴幾滴淀粉溶液,用c2 mol·L-1 Na2S2O3 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V2mL。
(4)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是 。選擇 (填“酸”或“堿”)式滴定管量取I2溶液。
(5)滴定反應(yīng):Na2S+I2 =2NaI+S,I2 +2Na2S2O3 = Na2S4O6+ 2NaI。該產(chǎn)品含Na2S?xH2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用含x、 c1、c2、V1、V2、w的代數(shù)式表示)。假設(shè)其他操作都正確,滴定終點(diǎn)時俯視讀數(shù),測定結(jié)果 (填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
參考答案:
1.D
【詳解】A.KClO在堿性條件下反應(yīng),則在②中先加 KOH 固體的作用是:與反應(yīng)液中過量的氯氣繼續(xù)反應(yīng),營造堿性環(huán)境;生成K2FeO4溶液后繼續(xù)加KOH固體的作用是:增大K+濃度,促進(jìn)K2FeO4晶體析出;兩次使用KOH固體的作用不相同,故A錯誤;
B.K2FeO4能氧化80%以下的乙醇溶液,③中一系列操作含洗滌,洗滌時不能用75%乙醇溶液,故B錯誤;
C.K2FeO4具有強(qiáng)氧化性,能夠消毒殺菌;同時FeO被還原成Fe3+,F(xiàn)e3+水解形成Fe(OH)3膠體,能夠吸附水中懸浮雜質(zhì),K2FeO4消毒凈水過程利用它的氧化性和能形成膠體的性質(zhì),故C錯誤;
D.制備過程中涉及的主要離子反應(yīng)為:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O、2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O,都是氧化還原反應(yīng),故D正確;
故選D。
2.B
【詳解】A.裝置Ⅰ中膠皮管a的作用為平衡壓強(qiáng),使液體順利滴下,選項(xiàng)A正確;
B.裝置Ⅱ的作用為吸收中的HCl,應(yīng)盛放飽和溶液,因?yàn)槎趸家材芘c碳酸鈉溶液反應(yīng),裝置Ⅲ的作用為吸收中的水蒸氣,應(yīng)盛放濃硫酸,裝置Ⅴ的作用為吸收中的水蒸氣,應(yīng)盛放堿石灰,選項(xiàng)B錯誤;
C.制備氨基甲酸銨的反應(yīng)為放熱反應(yīng),為提高其產(chǎn)量,應(yīng)降低溫度,使平衡正向移動,同時也可防止其受熱分解生成尿素,選項(xiàng)C正確;
D.裝置Ⅵ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為,選項(xiàng)D正確;
答案選B。
3.C
【詳解】A.濃鹽酸與MnO2在常溫下不發(fā)生反應(yīng),不能制得氯氣,A不正確;
B.NH3顯堿性,而濃硫酸顯酸性,所以不能用濃硫酸干燥NH3,B不正確;
C.濃硫酸滴入NaHCO3固體中,發(fā)生反應(yīng)生成CO2氣體,二氧化碳溶于水生成的碳酸能與硅酸鈉反應(yīng),生成硅酸等,從而得出酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,單質(zhì)的非金屬性:S>C>Si,C正確;
D.Cu與濃硫酸常溫下不能發(fā)生反應(yīng),D不正確;
故選C。
4.(1) H2S+2Fe3+=2Fe2++S ↓+2H+ Ni2+、Fe2+
(2) 將濾液中Fe2+氧化為Fe3+ 調(diào)節(jié)溶液pH值,使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去
(3)CaF2、MgF2
(4)B
(5) 滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液由橙黃色變?yōu)樽仙野敕昼妰?nèi)不變色 61.8%
【分析】由題給流程可知,粗硫酸鎳加入水和硫酸溶解,將金屬元素轉(zhuǎn)化為可溶的硫酸鹽,向溶液中通入硫化氫氣體,將溶液中的銅離子轉(zhuǎn)化為硫化銅沉淀,鐵離子被還原轉(zhuǎn)化為亞鐵離子,過濾得到含有硫化銅的濾渣和濾液;向?yàn)V液中通入氯氣,將溶液中的亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子,加入氫氧化鎳調(diào)節(jié)溶液pH值,將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,過濾得到含有氫氧化鐵和濾液;向?yàn)V液中加入氟化鎳,將溶液中的鈣離子、鎂離子轉(zhuǎn)化為氟化鈣和氟化鎂沉淀,過濾得到氟化鈣、氟化鎂的濾渣和濾液;向?yàn)V液中加入有機(jī)萃取劑萃取溶液中的鋅離子,分液得到含有鎳離子的溶液;含有鎳離子的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到硫酸鎳晶體。
【詳解】(1)①由分析可知,向溶液中通入硫化氫氣體時,溶液中銅離子與硫化氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫化銅沉淀,鐵離子被還原轉(zhuǎn)化為亞鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為H2S+2Fe3+=2Fe2++S ↓+2H+,故答案為:H2S+2Fe3+=2Fe2++S ↓+2H+;
②由分析可知,向溶液中通入硫化氫氣體時,溶液中銅離子與硫化氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫化銅沉淀,鐵離子被還原轉(zhuǎn)化為亞鐵離子,則硫化除銅所得濾液中含有鈣離子、鎂離子、鋅離子、鎳離子和亞鐵離子,故答案為:Ni2+、Fe2+;
(2)由分析可知,氧化除雜時,通入氯氣的目的是將溶液中的亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子,加入氫氧化鎳的目的是將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,故答案為:將濾液中Fe2+氧化為Fe3+;調(diào)節(jié)溶液pH值,使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去;
(3)由分析可知,濾渣2的主要成分是氟化鈣和氟化鎂,故答案為:CaF2、MgF2;
(4)由方程式可知,反萃取劑應(yīng)為硫酸溶液,加入硫酸溶液,溶液中的氫離子濃度增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動,分液可用得到含有硫酸鋅的無機(jī)相,故選B;
(5)①由題意可知,當(dāng)溶液中的鎳離子與EDTA溶液完全反應(yīng)時,滴入最后一滴EDTA標(biāo)準(zhǔn)液,溶液會由橙黃色變?yōu)樽仙?,說明滴定達(dá)到滴定終點(diǎn),則滴定終點(diǎn)的操作和現(xiàn)象為滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液由橙黃色變?yōu)樽仙野敕昼妰?nèi)不變色,故答案為:滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液由橙黃色變?yōu)樽仙野敕昼妰?nèi)不變色;
②由題意可知,滴定消耗23.50mL 0.01mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液,則樣品純度為×100%≈61.8%,故答案為:61.8%。
5.(1) FeR3和HR Li2CO3、MgCO3 消耗萃取反應(yīng)時生成的H+,促進(jìn)萃取反應(yīng)的正向進(jìn)行,提高萃取率
(2)燒杯
(3)2Li+++OH-=H2O+Li2CO3↓
(4)6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2
(5)LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+
【分析】鋰云母浸出液中含有鋰離子、鐵離子、鎂離子和硫酸根離子,加入HR萃取分液可除去鐵離子,加入碳酸鈉過濾得到含有碳酸鋰和碳酸鎂的濾渣1,通過苛化反應(yīng)生成氫氧化鋰、氫氧化鎂、碳酸鈣,過濾后的濾液中主要為氫氧化鋰、氫氧化鈣和氣氧化鎂,加入適量草酸,生成草酸鈣和草酸鎂沉淀,過濾后濾液中主要為氫氧化鋰,經(jīng)過碳化反應(yīng)、混合沉鋰,則可得到電池級碳酸鋰。
【詳解】(1)加入HR后,發(fā)生反應(yīng)Fe3++3HR?FeR3+3H+生成FeR3,故有機(jī)層主要成分是FeR3和HR; 鐵離子通過萃取除去后,此時溶液中含有鋰離子、鎂離子和硫酸根離子,加入碳酸鈉后,鋰離子和鎂離子與碳酸根反應(yīng),生成碳酸鋰和碳酸鎂沉淀,故濾渣1含有的物質(zhì)為Li2CO3、MgCO3;使用HR萃取劑時,需加入一定量的NaOH進(jìn)行處鋰,消耗萃取反應(yīng)時生成的H+,促進(jìn)萃取反應(yīng)的正向進(jìn)行,提高萃取率;
(2)操作1為萃取、操作2、3為過濾,都需要使用的玻璃儀器為燒杯;
(3)根據(jù)流程圖可知,苛化反應(yīng)就是石灰與碳酸鹽的反應(yīng),生成氫氧化鋰和碳酸鈣,故離子方程式為2Li+++OH-=H2O+Li2CO3↓;
(4)根據(jù)題干信息Li2CO3與Co3O4在空氣中加熱制備鈷酸鋰(LiCoO2),化學(xué)方程式為:6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2;
(5)已知放電過程中Li+從A電極區(qū)向B電極區(qū)遷移,因此B為正極,充電時B則為陽極發(fā)生氧化反應(yīng):LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+。
6.(1)NaHCO3
(2)NaCl+NH4HCO3=NaHCO3↓+NH4Cl
(3)NH4Cl
(4)取少量最后一次洗滌液于試管中,先加足量稀硝酸,無明顯現(xiàn)象,再滴加幾滴硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色沉淀說明含有Cl-,否則不含有Cl-
(5)溫度計
(6) 250mL容量瓶 +Ca2+= CaCO?↓ 95.4%
【分析】精鹽加入蒸餾水得到飽和NaCl溶液,“反應(yīng)池”中NaCl和NH4HCO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成NaHCO3和NH4Cl,NaHCO3在飽和食鹽水中溶解度較小,則析出的晶體X為NaHCO3,NaHCO3受熱不穩(wěn)定,加熱分解生成純堿即Na2CO3和二氧化碳和水;
【詳解】(1)NaHCO3在飽和食鹽水中溶解度較小,則析出的晶體X為NaHCO3;
(2)“反應(yīng)池”中NaCl和NH4HCO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成NaHCO3和NH4Cl,反應(yīng)方程式為:NaCl+NH4HCO3=NaHCO3↓+NH4Cl;
(3)濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌干燥,得到一種晶體,它的主要成分是NH4Cl;
(4)根據(jù)反應(yīng)原理Ag++Cl-=AgCl↓,可用稀硝酸、硝酸銀溶液檢驗(yàn)Cl-,操作方法是:取少量最后一次洗滌液于試管中,先加足量稀硝酸,無明顯現(xiàn)象,再滴加幾滴硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色沉淀說明含有Cl-,否則不含有Cl-;
(5)“反應(yīng)池”用熱水浴加熱需控制溫度為35℃,還需要一種儀器,其名稱是溫度計;
(6)①配制250mL溶液需要定量儀器有托盤天平、量筒和250mL容量瓶;
②純堿即Na2CO3和CaCl?溶液反應(yīng)生成CaCO?和NaCl,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:+Ca2+= CaCO?↓;1mol Na2CO3反應(yīng)生成1mol CaCO?,0.9g CaCO?的物質(zhì)的量為,樣品中n(Na2CO3)=n(CaCO?)=0.009mol=0.09mol,該純堿樣品中Na?CO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。
7.(1)除去活性炭
(2)Pd + H2O2 + 4Cl—+ 2H+ = PdCl+ 2 H2O
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)Pd(NH3) + 4Cl—+ 4H+ = (NH4)2PdCl4↓+ 2
(5)16g
(6) 2C2H4+O22CH3CHO Pd+2CuCl2=PdCl2+2CuCl
【分析】由題給流程可知,廢鈀催化劑高溫焙燒時,活性炭與氧化物高溫下反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化硅和金屬氧化物轉(zhuǎn)化為硅和金屬單質(zhì);向焙燒后的固體中加入鹽酸和過氧化氫混合溶液,將鈀轉(zhuǎn)化為四氯合鈀酸根離子,金屬單質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性金屬氯化物,硅不反應(yīng),過濾得到含有硅的濾渣1和含有四氯合鈀酸根離子、可溶性金屬氯化物的濾液;向?yàn)V液中加入氨水,將鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,將四氯合鈀酸根離子、銅離子、鋅離子轉(zhuǎn)化為四氨合鈀離子、四氨合銅離子、四氨合鋅離子,過濾得到含有氫氧化鐵、氫氧化鋁的濾渣2和含有四氨合鈀離子、四氨合銅離子、四氨合鋅離子的濾液;向?yàn)V液中加入鹽酸,將四氨合鈀離子轉(zhuǎn)化為(NH4)2PdCl4沉淀,過濾得到含有四氨合銅離子、四氨合鋅離子的濾液和(NH4)2PdCl4;(NH4)2PdCl4與肼發(fā)生氧化還原反應(yīng)制得鈀。
(1)
由分析可知,廢鈀催化劑高溫焙燒時,活性炭與氧化物高溫下反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化硅和金屬氧化物轉(zhuǎn)化為硅和金屬單質(zhì),則焙燒的目的是將活性炭轉(zhuǎn)化為二氧化碳,達(dá)到除去活性炭的目的,故答案為:除去活性炭;
(2)
由分析可知,浸出時鈀與鹽酸和過氧化氫混合溶液反應(yīng)生成四氯合鈀酸根離子和水,反應(yīng)的離子方程式為Pd + H2O2 + 4Cl—+ 2H+ = PdCl+ 2 H2O,故答案為:Pd + H2O2 + 4Cl—+ 2H+ = PdCl+ 2 H2O;
(3)
由分析可知,濾渣2的主要成分為氫氧化鐵、氫氧化鋁,化學(xué)式為Fe(OH)3、Al(OH)3,故答案為:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)
由分析可知,沉鈀時發(fā)生的反應(yīng)為四氨合鈀離子與鹽酸反應(yīng)生成(NH4)2PdCl4沉淀和氯化銨,反應(yīng)的離子方程式為Pd(NH3) + 4Cl—+ 4H+ = (NH4)2PdCl4↓+ 2,故答案為:Pd(NH3) + 4Cl—+ 4H+ = (NH4)2PdCl4↓+ 2;
(5)
由得失電子數(shù)目守恒可知,生成1mol Pd時理論上需要消耗肼的質(zhì)量為1mol××32g/mol=16g,故答案為:16g;
(6)
由題意可知,在PdCI2-CuCl2催化下,乙烯與氧氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成乙醛,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C2H4+O22CH3CHO,由總反應(yīng)和反應(yīng)①、③的方程式可知,反應(yīng)②為鈀與氯化銅反應(yīng)生成氯化鈀和氯化亞銅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Pd+2CuCl2=PdCl2+2CuCl,故答案為:2C2H4+O22CH3CHO;Pd+2CuCl2=PdCl2+2CuCl。
8.(1) 增大氣體和液體的接觸面積,提高SO2吸收率 SO2-2e-+2H2O=+4H+
(2) Fe Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+
(3)Cu、Fe
(4) 抑制Fe2+水解 7
【分析】由題干工藝流程圖轉(zhuǎn)化信息可知,焙燒反應(yīng)為:4CuFeS2+13O2 4CuO+2Fe2O3+8SO2,然后用H2SO4進(jìn)行酸浸,反應(yīng)原理為:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,F(xiàn)e2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,然后用過量X即鐵粉還原,反應(yīng)原理為:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu、Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,過量出濾渣主要成分為Fe和Cu,濾液為FeSO4溶液,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶,過濾洗滌干燥即得FeSO4·xH2O晶體,據(jù)此分析解題。
【詳解】(1)①焙燒生成的SO2可用檸檬酸-檸檬酸鈉溶液進(jìn)行吸收,該過程采用逆流接觸法進(jìn)行吸收的原因是增大氣體和液體的接觸面積,提高SO2吸收率,故答案為:增大氣體和液體的接觸面積,提高SO2吸收率;
②還可用電化學(xué)氧化法處理SO2,同時生成H2SO4,即SO2失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2SO4,則SO2參與反應(yīng)的電極反應(yīng)式為:SO2-2e-+2H2O=+4H+,故答案為:SO2-2e-+2H2O=+4H+;
(2)由分析可知,X即鐵粉還原,反應(yīng)原理為:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu、Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,則該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+,故答案為:Fe;Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(3)由分析可知,濾渣的主要成分是Fe、Cu,故答案為:Cu、Fe;
(4)①已知FeSO4是強(qiáng)酸弱堿鹽,加熱蒸發(fā)是促進(jìn)Fe2+水解,向?yàn)V液中加入稀硫酸后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可得綠礬晶體,加入稀硫酸的目的是抑制Fe2+水解,故答案為:抑制Fe2+水解;
②為測定產(chǎn)品FeSO4·xH2O中結(jié)晶水的數(shù)量,稱取14g產(chǎn)品配制成250mL待測液,準(zhǔn)確量取25.00mL待測液于錐形瓶中加稀硫酸酸化,用0.0500mol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),重復(fù)三次,平均消耗KMnO4溶液的體積為20.00mL,根據(jù)電子守恒有:n(Fe2+)=5n(KMnO4)=5×0.0500mol·L-1×20.00×10-3L=5×10-3mol,故14g樣品中含有Fe2+的物質(zhì)的量為:5×10-3mol×=5×10-2mol,故FeSO4·xH2O的摩爾質(zhì)量為:=280g/mol,則x=≈7,故答案為:7。
9.(1) MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O K3[Fe(CN)6] (或KMnO4)
(2)3MnCO3 +2Fe3+ +3H2O = 2Fe(OH)3 +3Mn2+ +3CO2 ↑
(3)6.5≤PH<8 (或6.5~8)
(4)NH3、MnCO3
(5) 蒸發(fā)結(jié)晶 趁熱過濾
【分析】碳酸錳銅礦主要成分為MnCO3、CuCO3,還含有Fe3O4、FeO雜質(zhì),用硫酸酸浸,得到硫酸錳、硫酸銅、硫酸鐵、硫酸亞鐵的混合溶液,加入二氧化錳, Fe2+被氧化為Fe3+;加入MnCO3調(diào)節(jié)pH生成氫氧化鐵沉淀;過濾后向溶液中通入氨氣生成氫氧化銅沉淀,過濾,向?yàn)V液中加入NH4HCO3,生成MnCO3沉淀,MnCO3沉淀中加硫酸,得到硫酸錳溶液,以此解題。
【詳解】(1)“氧化”時,二氧化錳把酸浸后的二價鐵氧化為三價鐵,離子方程式為: MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;二價鐵和鐵氰化鉀相遇的時候會生成藍(lán)色沉淀,可以用鐵氰化鉀來檢驗(yàn),另外二價鐵有還原性,可以使高錳酸鉀褪色,可以用酸性高錳酸鉀來檢驗(yàn),故答案為:MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O ;K3[Fe(CN)6] (或KMnO4);
(2)碳酸錳消耗三價鐵水解產(chǎn)生的氫離子,導(dǎo)致氫離子濃度降低,促進(jìn)三價鐵水解,該反應(yīng)的離子方程式為:3MnCO3 +2Fe3+ +3H2O = 2Fe(OH)3 +3Mn2+ +3CO2 ↑;
(3)銅離子完全沉淀是銅離子濃度小于或等于10-5mol/L,此時c(OH-)==10-7.5 mol/L,c(H+)==10-6.5,pH=6.5;錳離子開始沉淀時,c(OH-)==10-6 mol/L,c(H+)==10-8,pH=8,故應(yīng)控制pH的范圍為6.5≤PH<8 (或6.5~8);
(4)通過流程圖可知,在加熱趕氨的時產(chǎn)生氨氣,另外本題在沉錳的時候生成碳酸錳,故本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是NH3 、MnCO3;
(5)從MnSO4溶液中得到MnSO4·H2O的方法為:蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥,故答案為:蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾。
10. 攪拌、適當(dāng)升溫、將凈化渣粉碎、適當(dāng)增大硫酸的濃度等 3 受熱易分解 玻璃棒、漏斗、燒杯 1∶10
【分析】砷鹽凈化渣用稀硫酸進(jìn)行選擇浸Zn,其中的Zn、ZnO反應(yīng),過濾分離,不溶物再用硫酸、過氧化氫氧化浸出,結(jié)合沉銅后物質(zhì)可知,氧化時Co被氧化為Co2+、As被氧化為H3AsO4,而Cu被氧化為Cu2+,SiO2不反應(yīng),過濾分離,濾渣為SiO2,濾液調(diào)節(jié)pH并加入Na3AsO4,將Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu5H2(AsO4)4?2H2O沉淀,再過濾分離。濾液經(jīng)萃取分液得到含有Co2+的有機(jī)層,反萃取得到CoSO4溶液,加入(NH4)C2O4溶液沉鈷得到中CoC2O4?2H2O。
【詳解】(1)“選擇浸Zn”過程中,為了提高Zn的浸出率可采取的措施有攪拌、適當(dāng)升溫、將凈化渣粉碎、適當(dāng)增大硫酸的濃度等;由圖可知,當(dāng)pH為3時,Zn的浸出率比較大,而Ni的浸出率比較小,則“選擇浸Zn”過程中,最好控制溶液的pH為3。
(2)“氧化浸出“時,被過氧化氫氧化為,根據(jù)得失電子守恒、元素守恒配平反應(yīng)的化學(xué)方程方式為;此過程溫度不能過高的原因是受熱易分解。
(3)用NaOH溶液調(diào)節(jié)氧化浸出液至弱酸性,再加入進(jìn)行“沉銅”,得到難溶性的,則“沉銅”的離子方程式為。
(4),根據(jù)C原子守恒得n(CoC2O4)=0.06mol,生成的氧化物中n(Co)=0.06mol,n(O)=,則n(Co):n(O)=0.06mol:0.08mol=3:4,則此時所得鈷的氧化物的化學(xué)式為。
(5)當(dāng)pH=10.0時,Ni2+沉淀完全,則,當(dāng)pH=9.5時,Co2+沉淀完全,則,若將沉銅后的溶液調(diào)節(jié)至,此時溶液中。
11. 適當(dāng)提高酸的濃度、升高溫度 C或者碳 9 先用氧化劑如把氧化為,然后用調(diào)節(jié)至左右,過濾得到 a AB
【分析】鈦酸鋰廢料(含有少量碳、鎳和鐵元素),經(jīng)過預(yù)處理,再用稀硫酸酸浸,碳不和稀硫酸反應(yīng),Ni和鐵與稀硫酸反應(yīng),鈦酸鋰和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋰和鈦酸,過濾,將浸出液調(diào)節(jié)pH值除掉鎳和鐵元素,過濾后向?yàn)V液中加入碳酸鈉溶液得到碳酸鋰沉淀,再將尾液中加入磷酸鈉并進(jìn)一步回收鋰。
【詳解】(1)根據(jù)化合價分子得到中的化合價為+4;故答案為:+4。
(2)酸浸時生成鈦酸,提高酸浸速率的措施,可以從濃度、溫度以及接觸面積,因此提高酸浸速率的措施為適當(dāng)提高酸的濃度、升高溫度;故答案為:適當(dāng)提高酸的濃度、升高溫度。
(3)由于廢料中含有少量碳,碳不和稀硫酸反應(yīng),因此浸出渣中含有鈦酸和少量碳;故答案為:C或者碳。
(4)根據(jù)題意要除雜,則,則,pH=8.6,,則,pH=9,,因此常溫時通過調(diào)節(jié)溶液大于9,達(dá)到除雜目的;若要將鎳、鐵從浸出液中分步除去,達(dá)到分離鎳和鐵的目的,由于兩者的溶度積常數(shù)接近,無法將兩者分離開,因此要先用氧化劑如把氧化為,然后用調(diào)節(jié)至左右,過濾得到,然后繼續(xù)調(diào),過濾得到;故答案為:9;先用氧化劑如把氧化為,然后用調(diào)節(jié)至左右,過濾得到。
(5)用碳酸鈉“沉鋰”的離子方程式為;當(dāng)碳酸鈉的濃度增大,碳酸根濃度增大,平衡向碳酸鋰反應(yīng)生成,當(dāng)倍數(shù)增大,鈉離子形成的鹽被包裹進(jìn)碳酸鋰沉淀中,從而降低了碳酸鋰的純度,因此代表純度的曲線為a;故答案為:;a。
(6)工業(yè)上向尾液中加入,主要發(fā)生反應(yīng),因此是進(jìn)一步回收金屬鋰和得到產(chǎn)品;故答案為:AB。
12. Na2SO4·10H2O SO+PbO2+H2O=PbSO4+2OH- 使PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3 A (稀)硝酸 低于40℃,反應(yīng)速率慢,高于40℃硝酸會分解 4PbSO4+6NaOH=PbSO4·3PbO·H2O+3Na2SO4+2H2O Pb2+會轉(zhuǎn)化為Pb(OH)2或者可溶的Pb(OH)、Pb(OH)、PbO等,降低了三鹽的產(chǎn)率
【分析】向含鉛廢料(主要含PbO、PbSO4和PbO2)中加入Na2SO3溶液、Na2CO3溶液,PbO2有強(qiáng)氧化性,將Na2SO3溶液氧化生成PbSO4,Na2CO3溶液將PbSO4轉(zhuǎn)化為難溶PbCO3的離子方程式為CO+PbSO4=PbCO3+SO,然后過濾得到濾液1為Na2SO4溶液,向?yàn)V渣中加入硝酸酸溶,PbO、PbCO3都與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2;然后向溶液中加入硫酸,生成PbSO4沉淀,過濾,濾液2的主要成分是HNO3,向?yàn)V渣中加入NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng)4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+ PbSO4?3PbO?PbSO4?H2O+2H2O,過濾、洗滌、干燥得到PbSO4?3PbO? H2O,濾液3中含有Na2SO4,據(jù)此分析解答。
【詳解】(1)通過以上分析知,濾液1為Na2SO4溶液,蒸發(fā)、結(jié)晶可得到的副產(chǎn)品為硫酸鈉晶體,其相對分子質(zhì)量為322,則M為Na2SO4?10H2O,故答案為:Na2SO4?10H2O;
(2) PbO2有強(qiáng)氧化性,“轉(zhuǎn)化”中,加入的Na2SO3溶液能夠被PbO2氧化生成PbSO4,反應(yīng)的離子方程式為SO+PbO2+H2O=PbSO4+2OH-,故答案為:SO+PbO2+H2O=PbSO4+2OH-;
(3) Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13,加入Na2CO3溶液,可將PbSO4轉(zhuǎn)化為更難溶的PbCO3,反應(yīng)的離子方程式為CO+PbSO4=PbCO3+SO,故答案為:使PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3;
(4) Na2SO3溶液是將PbO2轉(zhuǎn)化為Pb2+,體現(xiàn)了Na2SO3溶液的還原性,四種物質(zhì)中只有H2O2溶液具有還原性,Na2SO4溶液不具有還原性,高錳酸鉀溶液、Fe2(SO4)3溶液具有氧化性,因此可以用H2O2溶液代替Na2SO4溶液,故答案為:A;
(5)根據(jù)上述分析,濾液2的主要成分是HNO3,可以循環(huán)利用,故答案為:硝酸;
(6)“酸溶”時,反應(yīng)溫度為40℃,若低于40℃,反應(yīng)速率慢,不利于酸溶;若高于40℃,硝酸會分解,故答案為:低于40℃,反應(yīng)速率慢,高于40℃硝酸會分解;
(7) 合成三鹽的化學(xué)方程式為4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+ PbSO4?3PbO? H2O+2H2O,“合成”需控制溶液的pH不能大于10,若pH大于10,Pb2+會轉(zhuǎn)化為Pb(OH)2或者可溶的Pb(OH)、Pb(OH)、PbO等,降低了三鹽的產(chǎn)率,故答案為:4PbSO4+6NaOH= PbSO4?3PbO? H2O+3Na2SO4+2H2O;Pb2+會轉(zhuǎn)化為Pb(OH)2或者可溶的Pb(OH)、Pb(OH)、PbO等,降低了三鹽的產(chǎn)率。
13. 第五周期第ⅣA族 抑制Sn2+水解 除去酸溶時產(chǎn)生的少量Sn4+,防止Sn2+被氧化 燒杯、漏斗、玻璃棒 Sn2++H2O2+2H+=Sn4++2H2O pH<1
【分析】由于Sn2+易水解、易被氧化,加入鹽酸,抑制Sn2+水解,加入Sn粉可以與鹽酸反應(yīng),調(diào)節(jié)溶液pH,還防止Sn2+被氧化,步驟Ⅱ?yàn)檫^濾,得SnCl2溶液,向其中加碳酸氫銨,調(diào)節(jié)溶液pH=6~7,使Sn元素以SnO形式沉淀,再過濾洗滌得純凈的SnO,加稀硫酸,得SnSO4溶液,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌,制得SnSO4晶體,濾液D中含有大量的NH4Cl等,據(jù)此分析。
【詳解】(1)錫原子的核電荷數(shù)為50,與碳元素屬于同一主族,因此錫元素在周期表中的位置是第五周期第ⅣA族。
(2)易水解,因此用鹽酸溶解而不用水直接溶解的原因是抑制Sn2+水解;又因?yàn)镾n2+易被氧化為Sn4+,則加入粉的作用有兩個,即調(diào)節(jié)溶液,同時除去酸溶時產(chǎn)生的少量Sn4+,防止Sn2+被氧化;
(3)步驟Ⅱ?yàn)檫^濾,用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒;
(4)酸性條件下,還可以用雙氧水氧化為Sn4+而除去,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Sn2++H2O2+2H+=Sn4++2H2O;
(5)當(dāng)恰好產(chǎn)生Sn(OH)2沉淀時,氫氧根濃度是=10-13mol/L,則氫離子濃度是0.1mol/L,室溫下應(yīng)控制溶液pH取值范圍為pH<1;
(6)根據(jù)、6Fe2++Cr2O+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O可知3Sn~3Sn2+~6Fe2+~Cr2O,所以Sn的質(zhì)量是0.001bdmol×3×119g/mol=0.357bdg,質(zhì)量分?jǐn)?shù)是=。
14.(1) 2AgSCN+ S2-=Ag2S+ 2SCN- 有利于抽濾
(2)可以平衡上下氣壓,有利于液體的滴加
(3)Ag2S+ Fe+ 2HCl=2Ag+ FeCl2+ H2S↑
(4)CuSO4+ H2S=CuS↓+ H2SO4
(5)偏低
(6)62.5%
【分析】由圖可知,銀的回收過程為向含銀廢料中加入過量的硫化鈉溶液,將廢料中的銀元素轉(zhuǎn)化為硫化銀,硫化銀與鹽酸和鐵反應(yīng)轉(zhuǎn)化為銀,反應(yīng)得到的銀經(jīng)抽濾、鹽酸洗滌、干燥得到銀。
【詳解】(1)步驟①中AgSCN與硫化鈉溶液反應(yīng)生成Na SCN和硫化銀,反應(yīng)的離子方程式為2AgSCN+ S2-=Ag2S+ 2SCN-,獲得沉淀時要多攪拌一段時間以獲取團(tuán)聚的沉淀物的目的是使廢料中的銀元素與硫化鈉溶液充分反應(yīng),通過攪拌獲得顆粒更大的硫化銀,便于抽濾的進(jìn)行,故答案為:2AgSCN+ S2-=Ag2S+ 2SCN-;有利于抽濾;
(2)由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知,儀器B為恒壓滴液漏斗,相較于分液漏斗,恒壓滴液漏斗可以平衡上下氣壓,有利于鹽酸的順利流下,故答案為:可以平衡上下氣壓,有利于液體的滴加;
(3)由分析可知,儀器A中發(fā)生的反應(yīng)為硫化銀與鹽酸和鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵、銀和硫化氫氣體,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ag2S+ Fe+ 2HCl=2Ag+ FeCl2+ H2S↑,故答案為:Ag2S+ Fe+ 2HCl=2Ag+ FeCl2+ H2S↑;
(4)步驟②產(chǎn)生的硫化氫氣體用硫酸銅溶液吸收發(fā)生的反應(yīng)為硫化氫與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸和硫化銅沉淀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuSO4+ H2S=CuS↓+ H2SO4,故答案為:CuSO4+ H2S=CuS↓+ H2SO4;
(5)步驟③若采用稀硝酸洗滌,銀會與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銀、一氧化氮和水,導(dǎo)致產(chǎn)品回收率偏低,故答案為:偏低;
(6)由圖可知,4.96g硫化銀最終制得2.70g銀,則回收率為×100%=62.5%,故答案為:62.5%。
15.(1)鋅粒
(2)BaSO4 +4H2BaS+4H2O
(3)收集氫氣尾氣并驗(yàn)純
(4) 500mL容量瓶 玻璃棒 BaS+KI3= S+BaI2+KI 產(chǎn)生硫化氫損失硫離子 84.5% 降低
【分析】啟普發(fā)生器中用鋅和稀硫酸制備氫氣,為防止氫氣和氧氣混合發(fā)生爆炸,收集氫氣驗(yàn)純后再加熱盛有重晶石的瓷舟,氫氣把硫酸鋇還原為硫化鋇。
【詳解】(1)用氫氣還原硫酸鋇,實(shí)驗(yàn)室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣,固體A的名稱鋅粒;
(2)H2與BaSO4反應(yīng)生成BaS和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaSO4 +4H2BaS+4H2O;
(3)為防止氫氣和氧氣混合后發(fā)生爆炸,打開活塞K之后,管式爐升溫之前,必須進(jìn)行的操作為收集氫氣尾氣并驗(yàn)純。
(4)①稀釋至500mL需要用500mL容量瓶定容,所需的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、500mL容量瓶和玻璃棒;
②KI3把BaS氧化為S單質(zhì),根據(jù)得失電子守恒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaS+KI3= S+BaI2+KI。
③若醋酸溶液加多,過量的醋酸和BaS反應(yīng)生成醋酸鋇和H2S氣體,產(chǎn)生硫化氫損失硫離子,導(dǎo)致測定結(jié)果偏小。
④根據(jù)+2=3I-+,Na2S2O3消耗KI3的物質(zhì)的量為0.50mol/L×0.01L=0.0025mol,則與BaS反應(yīng)的KI3的物質(zhì)的量為0.01L× 0.50 mol/L-0.0025mol=0.0025mol,根據(jù)BaS+KI3= S+BaI2+KI,可知BaS的物質(zhì)的量為0.0025mol,樣品中BaS(M=169g/mol)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
⑤還原劑煤粉含有雜質(zhì)元素,若用重晶石煤粉還原法制BaS,其產(chǎn)品純度降低。
16.(1)容量瓶
(2)油浴加熱
(3)打開分液漏斗的活塞,加入稀鹽酸直至浸沒大理石,關(guān)閉活塞(合理即可)
(4)打開K3并關(guān)閉K2
(5)生成的EC對CO2有溶解作用(合理即可)
(6)溫度超過120℃后副反應(yīng)加快,導(dǎo)致EC的選擇性降低(合理即可)
(7)33
【分析】利用稀鹽酸與大理石反應(yīng)制備二氧化碳,通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫,擬用下圖裝置在100 ~120℃下以NY -2作催化劑,環(huán)氧乙烷( EO)和CO2為原料合成EC;
【詳解】(1)用固體NY-2配制500g 4.8%的NY-2水溶液需要用到托盤天平、燒杯、量筒、滴定管;不需要用到容量瓶;答案為容量瓶;
(2)擬用下圖裝置在100 ~120℃下以NY -2作催化劑,環(huán)氧乙烷( EO)和CO2為原料合成EC,故控制裝置D中反應(yīng)溫度的方法是油浴加熱;
(3)用裝置A制備CO2時,應(yīng)先打開K1和K2,然后打開分液漏斗的活塞,加入稀鹽酸直至浸沒大理石,關(guān)閉活塞;
(4)將裝置C中的EO導(dǎo)入三頸燒瓶中的操作是打開K3并關(guān)閉K2,繼續(xù)通入 CO2,用攪拌器攪拌,使反應(yīng)物充分混合;
(5)CO2在水中的溶解度較小,但隨著反應(yīng)進(jìn)行,生成的EC對CO2有溶解作用,故從三頸燒瓶中逸出的CO2減少;
(6)溫度超過120℃后, EO的轉(zhuǎn)化率增大,而EC的產(chǎn)率卻減小,其可能原因是溫度超過120℃后副反應(yīng)加快,導(dǎo)致EC的選擇性降低;
(7)若實(shí)驗(yàn)加入22 g EO,轉(zhuǎn)化的EO的物質(zhì)的量為,設(shè)得到x g EC,則有=82%,解得x=33g。
17.(1) 恒壓滴定漏斗(滴液漏斗) Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)水浴加熱
(3) 濃H2SO4 吸收SO2等氣體,防止污染空氣,同時防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置丙中
(4)b
(5) SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl FeCl3·6H2O受熱分解產(chǎn)生H2O,SOCl2與生成的水反應(yīng),消耗了H2O,同時產(chǎn)生的HCl抑制了FeCl3的水解
【分析】裝置甲用濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng),制得二氧化硫;亞硫酰氯怕水,則裝置乙中裝有濃硫酸干燥二氧化硫;裝置丙中,發(fā)生目標(biāo)反應(yīng),合成亞硫酰氯;最后裝置丁吸收SO2等氣體,防止污染空氣,同時防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置丙中,據(jù)此分析作答。
【詳解】(1)盛放70%H2SO4的儀器名稱為恒壓滴定漏斗(滴液漏斗);室驗(yàn)室制SO2,利用較濃H2SO4的強(qiáng)酸性,強(qiáng)酸制弱酸,化學(xué)方程式為:Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+H2O+SO2↑,故答案為:恒壓滴定漏斗(滴液漏斗);Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)反應(yīng)需控制溫度在40℃-80℃,水浴加熱可以控制100℃以下的反應(yīng)溫度,故答案為:水浴加熱;
(3)結(jié)合SOCl2的性質(zhì)遇水劇烈反應(yīng),故制備前后都應(yīng)嚴(yán)格控制防止水蒸氣的進(jìn)入接觸SOCl2,乙中盛濃H2SO4干燥SO2;丁的作用為吸收SO2等氣體,防止污染空氣,同時防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置丙中,故答案為:濃H2SO4;吸收SO2等氣體,防止污染空氣,同時防止空氣中水蒸氣進(jìn)入裝置丙中;
(4)蒸餾時溫度計的水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶支管口,不能用球形冷凝管,因?yàn)楣軆?nèi)低凹處會殘留液體不能流出,則選用b,故答案為:b;
(5)①根據(jù)刺激性氣味及使品紅溶液褪色可知反應(yīng)為SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑,故答案為:SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl;
②蒸干FeCl3溶液促進(jìn)FeCl3+3H2O?Fe(OH)3+3HCl平衡正向移動且HCl易揮發(fā)只能得到Fe(OH)3,F(xiàn)eCl3·6H2O受熱分解產(chǎn)生H2O,SOCl2與生成的水反應(yīng),消耗了H2O,同時產(chǎn)生的HCl抑制了FeCl3的水解,故答案為:FeCl3·6H2O受熱分解產(chǎn)生H2O,SOCl2與生成的水反應(yīng),消耗了H2O,同時產(chǎn)生的HCl抑制了FeCl3的水解;
③由方程式可知關(guān)系式為:SOCl2→2HCl→2AgCl,則n(SOCl2)=n(AgCl)=,則m(SOCl2)=,SOCl2 純度=,故答案為:。
18.(1) 檢漏 證明汽油中含有的不飽和烴已除盡,溶劑為惰性
(2) 適當(dāng)增大濃硫酸的用量,有利于提高苯胺的利用率 將濃硫酸沿玻璃棒緩緩注入盛有苯胺的燒瓶中,并不斷攪拌
(3)溫度過高時,對氨基苯磺酸會發(fā)生炭化
(4) Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑、Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑ 對氨基苯磺酸易溶于熱水,將附著在燒瓶內(nèi)壁上的對氨基苯磺酸洗出,有利于提高產(chǎn)率
(5)96.01%
【分析】第(4)小題:反應(yīng)結(jié)束后,需將產(chǎn)品與溶劑分離,此時應(yīng)降溫,讓溶質(zhì)結(jié)晶析出,然后傾出溶劑。加水,加少量無水亞硫酸鈉,待其溶解后,用Na2CO3溶液調(diào)pH= 7~8,讓雜質(zhì)析出,過濾,棄去濾渣;在濾液中加入少量無水亞硫酸鈉,用稀硫酸酸化至pH= 2,讓對氨基苯磺酸結(jié)晶析出,經(jīng)過濾,洗滌,烘干即得產(chǎn)品。
【詳解】(1)分液漏斗用于分離分層的液體,使用分液漏斗前必須進(jìn)行的一項(xiàng)操作是檢漏;用汽油作溶劑,所含成分不能干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn),所以應(yīng)去除汽油中的不飽和烴。將處理過的溶劑水洗至中性,需檢驗(yàn)是否含不飽和烴,取樣后加入酸性KMnO4溶液充分振蕩,作用是:證明汽油中含有的不飽和烴已除盡,溶劑為惰性。答案為:檢漏;證明汽油中含有的不飽和烴已除盡,溶劑為惰性;
(2)苯胺與濃硫酸的反應(yīng)為可逆反應(yīng),硫酸適當(dāng)過量,可提高苯胺的利用率,所以配料比為1:1.015,原因是:適當(dāng)增大濃硫酸的用量,有利于提高苯胺的利用率。苯胺與濃硫酸混合,相當(dāng)于濃硫酸稀釋,所以向苯胺中加入濃硫酸的具體操作是:將濃硫酸沿玻璃棒緩緩注入盛有苯胺的燒瓶中,并不斷攪拌。答案為:適當(dāng)增大濃硫酸的用量,有利于提高苯胺的利用率;將濃硫酸沿玻璃棒緩緩注入盛有苯胺的燒瓶中,并不斷攪拌;
(3)因?yàn)闇囟瘸^215℃時,對氨基苯磺酸會發(fā)生炭化,所以溫度不宜太高,原因是:溫度過高時,對氨基苯磺酸會發(fā)生炭化。答案為:溫度過高時,對氨基苯磺酸會發(fā)生炭化;
(4)反應(yīng)結(jié)束后,濾液中含有Na2CO3和亞硫酸鈉,用稀硫酸酸化至pH=2,與稀硫酸反應(yīng),化學(xué)方程式為:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑、Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;對氨基苯磺酸微溶于冷水,在熱水中溶解度較大,所以用少量熱水沖洗燒瓶的原因是:對氨基苯磺酸易溶于熱水,將附著在燒瓶內(nèi)壁上的對氨基苯磺酸洗出,有利于提高產(chǎn)率。答案為:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑、Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;對氨基苯磺酸易溶于熱水,將附著在燒瓶內(nèi)壁上的對氨基苯磺酸洗出,有利于提高產(chǎn)率;
(5)所得產(chǎn)品質(zhì)量為16.61g。由反應(yīng)原理,可建立如下關(guān)系式:——,則0.1mol苯胺理論上生成0.1mol對氨基苯磺酸,則本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為=96.01%。答案為:96.01%。
【點(diǎn)睛】產(chǎn)率=。
19. O2 不能 分液漏斗 排除裝置內(nèi)的空氣(氧氣),防止氧氣氧化生成的Na2S2O4 水浴加熱 連二亞硫酸鈉不溶于乙醇,故可以用乙醇洗滌,且乙醇易揮發(fā),容易干燥
【詳解】(1)①圖中裝置為亞硫酸氫鈉電解池,其中陽極為氫氧根失電子生成氧氣,故X為O2;
②電極a為陰極,其中亞硫酸氫根得電子,生成 ,介質(zhì)為堿性,故電極a的電極反應(yīng)式為;
③由已知可得,連二亞硫酸鈉極易被氧化,陽極有氧氣放出,所以若沒有陽離子交換膜,連二亞硫酸鈉會被氧氣氧化,不能得到產(chǎn)品Na2S2O4;
(2)①盛放濃硫酸的儀器名稱為分液漏斗;裝置A燒瓶內(nèi),銅和濃硫酸在加熱下生成硫酸銅、二氧化硫和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式:;
②連二亞硫酸鈉極易被氧化,所以應(yīng)通入氮?dú)馀懦b置內(nèi)的空氣,防止氧氣氧化生成物;控制恒定反應(yīng)溫度約為35℃的方法為水浴加熱;由已知可得,反應(yīng)物為Zn和SO2在堿性條件下反應(yīng),有Na2S2O4和Zn(OH)2生成。則總反應(yīng)離子方程式:;
③由已知可得,連二亞硫酸鈉不溶于乙醇,故可以用乙醇洗滌,且乙醇易揮發(fā),容易干燥;
(3)已知:Na2S2O4+2CH2O+H2O=NaHSO3?CH2O+NaHSO2?CH2O、NaHSO2?CH2O+2I2+2H2O=NaHSO4+CH2O+4HI,可得到 , ,則 ,,故連二亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。
20.(1)Na2SO4·10H2O +4CNa2S +4CO↑+ 10H2O
(2)過濾和洗滌速度快、液體和固體分離比較完全、濾出固體容易干燥(答對一點(diǎn)即可)
(3) 先滴加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀 +5e- +8H+ = Mn2+ +4H2O
(4) 當(dāng)最后一滴(半滴) Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入時,溶液恰好由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色 酸
(5) 偏高
【詳解】(1)“高溫還原”過程中Na2SO4·10H2O和C反應(yīng)生成Na2S、CO和H2O,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平化學(xué)方程式為:Na2SO4·10H2O +4CNa2S +4CO↑+ 10H2O。
(2)抽濾又稱減壓過濾,相比普通過濾,抽濾的主要優(yōu)點(diǎn)是過濾和洗滌速度快、液體和固體分離比較完全、濾出固體容易干燥。
(3)檢驗(yàn)的方法是:取出少量右側(cè)燒杯中溶液于試管中,先滴加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,則該猜測成立。石墨電極上S2-失電子產(chǎn)生SO,為原電池負(fù)極,則Pt電極為正極,正極上MnO得電子產(chǎn)生Mn2+,故正極的電極反應(yīng)式為: +5e- +8H+ = Mn2+ +4H2O。
(4)過量I2溶液遇淀粉變藍(lán),利用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),藍(lán)色褪去,則滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:當(dāng)最后一滴(半滴) Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入時,溶液恰好由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色。I2溶液具有氧化性,應(yīng)選擇酸式滴定管量取I2溶液。
(5)根據(jù)滴定反應(yīng):Na2S+I2 =2NaI+S,I2 +2Na2S2O3 = Na2S4O6+ 2NaI可知,與Na2S反應(yīng)的I2的物質(zhì)的量為(c1V1-c2V2) ×10-3mol,該產(chǎn)品含Na2S·xH2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=;其他操作都正確,滴定終點(diǎn)時俯視讀數(shù),讀數(shù)偏小,則標(biāo)準(zhǔn)液體積偏小,與Na2S反應(yīng)的I2的量偏多,測定結(jié)果偏高。
這是一份新疆高考化學(xué)三年(2021-2023)模擬題匯編-24常見物質(zhì)的制備,共26頁。試卷主要包含了單選題,工業(yè)流程題,實(shí)驗(yàn)題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新疆高考化學(xué)三年(2021-2023)模擬題匯編-24常見物質(zhì)的制備,共26頁。試卷主要包含了單選題,工業(yè)流程題,實(shí)驗(yàn)題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份青海高考化學(xué)三年(2021-2023)模擬題匯編-13常見物質(zhì)的制備,共33頁。試卷主要包含了單選題,工業(yè)流程題,實(shí)驗(yàn)題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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