2013届高三化学一轮练出高分10.2物质制备与工艺流程分
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大题冲关滚动练之二——无机化工流程题 1.活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。
以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下: 一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表: 沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)2pH3.26.78.09.7(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是_______________________________。
(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO,另含有Fe2+、Cu2+等杂质。
先加入__________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4,然后加入适量KMnO4,Fe2+转化为Fe(OH)3,同时KMnO4转化为MnO2。
经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009 mol·L-1,则每升溶液中至少应加入________mol KMnO4。
(3)杂质Cu2+可利用置换反应除去,应选择的试剂是____________。
(4)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,“煅烧”在450~500 ℃下进行,“煅烧”反应的化学方程式为_____________________________________________________________。
2.以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图: __________________________________。
(3)已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如下图所示,产品Ⅱ的化学式为 ,为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是 、趁热过滤、洗涤、干燥。
(4)检验产品Ⅱ晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是_________________,进一步提纯产品Ⅱ的方法是________________; (5)步骤Ⅲ中可选用______________(填序号)试剂调节溶液的pH。
2013年山东省高考化学试卷一、选择题(共7小题,每小题4分,共28分,每题只有一个选项符合题意)1.(4分)化学与生活密切相关,下列说法正确的是()A.聚乙烯塑料的老化是由于发生了加成反应B.煤经过气化和液化等物理变化可以转化为清洁燃料C.合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料D.利用粮食酿酒经过了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程2.(4分)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知()A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是YB.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于YC.X元素形成的单核阴离子还原性大于YD.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性3.(4分)足量下列物质与等质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()1A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸4.(4分)莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草酸的说法正确的是()A.分子式为C7H6O5B.分子中含有2种官能团C.可发生加成和取代反应D.在水溶液中羟基和羧基均能电离出氢离子5.(4分)利用实验器材(规格和数量不限),能完成相应实验的一项是()实验器材(省略夹持装置)相应实验A烧杯、玻璃棒、蒸发皿用重结晶方法提纯含NaCl杂质的KNO3B烧杯、玻璃棒、胶头滴管用稀硝酸除去氯化铁中的少量氯化亚铁C烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗用氯水和CCl4除去KCl溶液中的少量KID烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶用浓盐酸配制500mL 0.1mol/L的溶液A.A B.B C.C D.D26.(4分)CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)△H<0,在其他条件不变的情况下()A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H也随之改变B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变7.(4分)某温度下,向一定体积0.1mol/L醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH 溶液,溶液中pOH(pOH=﹣lg[OH﹣])与pH的变化关系如图所示,则()A.M点所示溶液导电能力强于Q点B.N点所示溶液中c(CH3COO﹣)>c(Na+)C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积二、解答题(共6小题,满分66分)8.(12分)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应.(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是3a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是,当1mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为mol.向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是(3)右图为电解精炼银的示意图,(填a或b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为.9.(15分)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应:TaS2(s)+2I2(g)⇌TaI4(g)+S2(g)△H>0(Ⅰ)反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=,若K=1,向某恒容容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为.(2)如图所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2的晶体,则温度T1T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是.(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量.做法是将钢样中的硫转化成H2SO3,4然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为,滴定反应的离子方程式为.(4)25℃时,H2SO3⇌HSO+H+的电离常数K a=1×10﹣2,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数K h=,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将(填“增大”“减小”或“不变”).10.(15分)TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料.(1)实验室利用反应TiO2(s)+CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下有关性质如下表物质熔点/℃沸点/℃其他CCl4﹣2376与TiCl4互溶5TiCl4﹣25136遇潮湿空气产生白雾仪器A的名称是,装置E中的试剂是.反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、、加装药品、通N2.一段时间后点燃酒精灯.反应结束后的操作包括:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温.正确的顺序为(填序号).欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是.(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)═FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)水解TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)简要工艺流程如下:①试剂A为.钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品收率降低,原因是②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是.这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是(填化学式).11.(8分)聚酰胺﹣66常用于生产帐篷、渔网、降落伞及弹力丝袜等织物,可6利用下列路线合成:(1)能与银氨溶液反应的B的同分异构体的结构简式为(2)D的结构简式为,①的反应类型为(3)为检验D中的官能团,所用试剂包括NaOH水溶液及(4)由F和G生成H的反应方程式为.12.(8分)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁,利用电解法可回收WC和Co.工艺流程简图如下:(1)电解时废旧刀具做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶液为电解液.阴极主要的电极反应为.7(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是.回收的洗涤液代替水配制电解液,目的是回收利用其中的.(3)溶液I的主要成分是.洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响,但焙烧时会造成环境污染,原因是.(4)将Co2O3还原成Co粉的化学方程式为.13.(8分)卤族元素包括F、Cl、Br等.(1)下面曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是.(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,如图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为,该功能陶瓷的化学式为.(3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为和.第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有种.(4)若BCl3与XY n通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物中提供孤对电子的原子是.892013年山东省高考化学试卷参考答案与试题解析一、选择题(共7小题,每小题4分,共28分,每题只有一个选项符合题意)1.(4分)化学与生活密切相关,下列说法正确的是()A.聚乙烯塑料的老化是由于发生了加成反应B.煤经过气化和液化等物理变化可以转化为清洁燃料C.合成纤维、人造纤维及碳纤维都属于有机高分子材料D.利用粮食酿酒经过了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程【分析】A.聚乙烯塑料是乙烯发生加成反应生成的高分子聚合物,聚乙烯的单体是乙烯;B.煤的气化、液化都是化学变化;C.碳纤维是碳的单质;D.淀粉→葡萄糖→乙醇都是化学变化;【解答】解:A.乙烯含碳碳双键其中1根键断裂,相互加成生成聚乙烯,聚乙烯中不存在双键,聚乙烯塑料的老化是由于长链断裂等原因,故A错误;B.煤的气化是煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体的过程,煤的液化是将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料或利用煤产生的H2和CO10通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品的过程,所以煤经过气化和液化等变化是化学变化,故B错误;C.合成纤维、人造纤维都属于有机高分子材料,碳纤维是碳的单质,不属于有机高分子材料,故C错误;D.用粮食酿酒时,先在糖化酶作用下水解为葡萄糖,然后在酵母作用下转变为酒精,都是化学变化,故D正确;故选D。
高中化学学习材料(灿若寒星**整理制作)(2013·北京卷)27.(12分)用含有A1203、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。
,工艺流程如下(部分操作和条件略):Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤:Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色:Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。
(1)H2S04溶解A1203的离子方程式是(2)KMnO4 - 氧化Fe2+的离子方程式补充完整:(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时 3.4 6.3 1.5完全沉淀时 4.7 8.3 2.8注:金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:(4)己知:一定条件下,MnO4 - 可与Mn2+反应生成MnO2,①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCI并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是 .②Ⅳ中加入MnS04的目的是MnO2加热生成黄绿色气体Cl2即可判断MnO2是否存在,根据题目中的信息MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2,加入硫酸锰的目的是为了除去MnO4–。
(2013·新课标I卷)27.(15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe- = Li x C6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
回答下列问题:(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是。
高考化学工艺流程题解题模板原料预办理的各样方法1、粉碎或研磨:增大固液(或固气或固固)接触面积,加速反响(溶解)速率,增大原料的转变率(或浸取率)。
2、煅烧或灼烧:不易转变的物质转为简单提取的物质;其余矿转变为氧化物;除掉有机物;除去热不稳固的杂质3、酸浸:溶解、去氧化物(膜)、调理 pH促使水解(积淀)4、碱溶:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调理pH促使水解(积淀)例题 1.【2015 全国Ⅰ卷】硼及其化合物在工业上有很多用途。
以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O 和 Fe3O4,还有少许Fe2 O3、FeO、CaO、Al 2O3和 SiO2等) 为原料制备硼酸 (H3BO3)的工艺流程如图所回答以下问题:(1)写出 Mg2B2O5·H2O 与硫酸反响的化学方程式 _____________。
为提升浸出速率,除适合增添硫酸浓度浓度外,还可采纳的举措有_________(写出两条)【对点练习】1、步骤 I 前,- 锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是2. MgSO4·7H2O可用于造纸、纺织、陶瓷、油漆工业,也可在医疗上用作泻盐。
某工业废渣主要成分是MgCO3,此外还有 CaCO3、SiO2 等杂质。
此后废渣中回收MgSO4·7H2O 的工艺以下:第一不用硫酸浸出。
( 1 )“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有(要求写出随意一条)。
调理溶液的 PH:1、目的:使溶液中的。
金属阳离子形成氢氧化物完整积淀下来而除掉2、需要的物质:含主要阳离子的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐,即能与H+反响,是 PH增大的物质如用MgO、Mg(OH)2等等。
3、原理:加入的物质能与溶液中的H+反响,降低了的浓度,增大PH4、PH控制的范围:大于除掉离子的完整积淀值,小于主要离子的开始积淀的PH例题 2 、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Li 2O·Al 2O3·4SiO2)为原料制备 Li 2CO3的工艺流程以下:3+、Al 3+ 2 + 2 +以氢氧化物形式完整积淀时,溶液的 pH分别为 3.2 、5.2 、已知:Fe、Fe和 Mg9.7 和 12.4 ;Li 2 SO4、 LiOH 和 Li 2CO3在 303 K 下的溶解度分别为34.2 g 、12.7 g 和 1.3 g 。
第2讲化学工艺流程题解法指导一、命题特点化学工艺流程试题是新课程高考催生的一种新型题型,也是广东高考试题的特色之一。
化学工艺流程试题就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。
工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分:题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成系列问题,构成一道完整的化学试题。
高考中“化学工艺流程试题”命题内容广泛,密切联系生产、生活实际,设问方式灵活,充分体现了“化学是真实的”的命题指导思想,主要特征如下:(1)以化工生产为背景,用框图的形式表述生产流程,主题内容广泛,密切联系生产、生活实际,题材丰富。
(2)工艺流程所包含的学科知识比较基础,具有一定的代表性和典型性,流程图中可能出现超纲知识,但试题设问时不会涉及。
(4)解答流程题不必将图中每一种物质都推出,一般是问什么推什么。
试题的设问一般没有“连带效应”,即前一问不会回答没关系,不影响后面回答问题。
主要考查学生对已学知识的掌握、理解、迁移、转换、重组和解决实际问题的能力。
二、解题策略1.明确目的,提取有用信息:题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品),以及提供一些课本上未出现过但题中必须要用到的信息。
通过阅读题头,了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,进而明确生产目的——制备什么物质,找到制备物质时所需的原料及所含杂质,提取出所给的相关信息——物质反应方程式、物质稳定性、物质溶解性等。
2.分析流程,弄清各步作用:首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程过程中原料转化为产品的过程中依次进行了什么反应?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质是否要除去,采用什么操作方法除去?采取这样的方法,其目的是什么?3.看清问题,准确规范作答:无论流程如何陌生复杂,最终命题者设置的问题仍然是课本、考纲所要求掌握的知识点而已。
实用文档工艺流程汇编年北京高考化学试题---2013)具有很强的氧化性,是一种新型的绿色净水消毒剂。
工业上可NaFeO3.(朝阳区14分)高铁酸钠(42以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠,生产过程如下:回答下列问题:1)氢氧化钠的电子式是________。
(。
2()经过步骤①后,加入NaOH固体的原因是。
3()步骤②反应的离子方程式是、NaCl,则步骤Na(4)从溶液Ⅰ中分离出NaFeO后,还有副产品SO4224。
③中反应的离子方程式为,NaFeO投入到pH不同的污水中(污水中其余成分均相同)(5)将一定量的42 I比曲线II 对应Na溶液中FeO浓度变化如下图曲线Ⅰ、Ⅱ所示,试推测曲线42(填“高”或“低”)。
的污水pH________的消毒效率(以单位质量得到的电NaFeO(6)通过计算得知42,用高铁酸钠)子数表示)比氯气的_____(填“高”或“低”。
(答两点)代替氯气作净水消毒剂的优点是某小组根据工业生产原理设计如下转化关系,以分)14(4. 东城区获取烧碱和金属钛(Ti)。
大全.实用文档;用(填“正”或“负”()极,电极反应式是1 )燃料电池中通入氧气的电极是甲醇,理论上Ⅰ中可生成NaOH ________mol。
该电池电解饱和食盐水,若消耗32 g的化学TiCl得到金属Ti ;由(2)如图所示,理论上加入Ⅱ中的TiO和焦炭的物质的量之比是42。
方程式是)根据Ⅲ中合成甲醇的反应,该小组保持温度不变,在两个相同的恒容密闭容器中进行实验,有关实(3 验数据如下:T放出热量平衡时CO平衡时压强起始用量实验编号/mol /℃Pnn/MPa /kJ 的转化率(CO))(H210 Ⅰa 250 290% 20P b2504020Ⅱc1P(填“>”、“<”或“=”);①4MPa 1。
②实验Ⅰ条件下合成甲醇的热化学方程式是等杂O、SiOFeTiO,含FeO、Al5.(房山区)金属钛被称为“21世纪金属”。
高中化学教材中的十大工艺流程解读1.从铝土矿中提炼铝说明:下面两个流程都有问题,仅供参考。
工业上是用碱溶法,没有用酸溶法。
而且碱溶法里面二氧化硅是与氢氧化钠反应生成铝硅酸钠沉淀而被除去。
流程Ⅰ(1)涉及反应(写出并配平化学方程式)①Al2O3+HCl=2AlCl3+3H2OFe2O3+HCl=2FeCl3+3H2O②AlCl3+NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2OFeCl3+NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClHCl+NaOH=NaCl+H2O③NaAlO2+H2O+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3NaOH+CO2=NaHCO3④Al(OH)3=Al2O3+3H2O⑤Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑(2)问题探讨(思考并回答问题)①步骤①加入过量盐酸后的实验操作是什么?提示:过滤。
②步骤②能否用氨水代替NaOH溶液?提示:不能;原因是Al3+与过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀,达不到分离Al3+、Fe3+的目的。
③步骤③中若将CO2的量改为“少量”,得到的产物还是N a HCO3吗?提示:不是N a HCO3而是Na2CO3。
流程Ⅱ(1)涉及反应①Al2O3+NaOH=2NaAlO2+H2OSiO2+NaOH=Na2SiO3+H2O②Na2SiO3+HCl=H2SiO3↓+2NaClNaAlO2+HCl=NaCl+AlCl3+2H2ONaOH+HCl=NaCl+H2O③AlCl3+NH3·H2O=Al(OH)3↓+NH4ClHCl+NH3·H2O=NH4Cl+H2O(2)问题探讨①步骤②中将盐酸改为“CO2”合适吗?为什么?提示:不合适;因为过量C O2与N a A l O2、N a2 S ②步骤③中将氨水改为“NaOH溶液”合适吗?提示:不合适;因为Al(OH)3能溶于NaOH。
③冶炼金属铝能否用氯化铝代替氧化铝?提示:不能;因为AlCl3属于共价化合物。
高考新题型《工艺流程题解题技巧点拨》化学工艺流程题近几年是高考的热点,所占的分值也相当重,但由于此类试题陌生度高,对学生的能力要求也大,加上有的试题文字量大,学生在没做之前往往就会产生畏惧感,所以这类题的得分不是很理想。
要解好这一类题,学生最重要的是要克服畏惧心理,认真审题,找到该实验的目的。
一般来说,流程题只有两个目的:一是从混合物中分离、提纯某一物质;另一目的就是利用某些物质制备另一物质。
一、对于实验目的为一的题目,其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。
当遇到这一类题时,要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,认真分析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么产物,要用什么样的方法才能将杂质除去。
只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。
这里特别提一提蒸发与结晶。
蒸发与结晶方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出,具体采用何种方法,主要取决于溶质的溶解度。
有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大,如NH4NO3、KNO3等物质,在蒸发过程中比较难析出来,所以要用冷却法使它结晶。
而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小,如NaCl、KCl等,有少数物质的溶解度随温度的升高而减小,如Ca(OH)2要使它们析出较多固体溶质时,则要用蒸发浓缩的方法。
例如NaCl 和KNO3混合溶液,如果将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是NaCl ,母液中是KNO3和少量NaCl 。
如果将混合溶液加热后再降温,则析出的固体主要是KNO3 ,母液中是NaCl 和少量KNO3。
如果是除杂,杂质所含的量比较少,一般是让主要物质析出来。
如KNO3溶液中含少量NaCl,常用升温冷却结晶法,再经过过滤、洗涤、烘干(不同的物质在烘干时采取的方法不同),就可得到 KNO3固体了。
如果NaCl溶液中含少量 KNO3,则用蒸发浓缩结晶法.,这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质,主要原因是如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来。
1.实验室常用强氧化剂(如KMnO4、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸的方法来制备氯气,某研究性学习小组欲探究用Na2O2与浓盐酸制备并检验氯气。
供选用的实验试剂及装置如下图所示(部分导管、蒸馏水略)。
a.Na2O2b.浓盐酸c.碱石灰d.NaOH溶液e.淀粉-KI溶液f.CaCO3g.石蕊试液h.饱和NaCl溶液(1)写出用Na2O2与浓盐酸制备氯气的化学方程式___________________________________________________________________________________________________。
(2)下表中的装置组合最合理的是__________(填序号,需考虑实验结束撤除装置时残留有害(3)尾气经处理后仍有较多气体排出,其主要原因可用化学方程式表示为_______________________________________________________________________。
(4)某小组成员建议用双氧水代替过氧化钠进行实验更好,请你给出两条合适的理由:①_____________________________________________________________________,②_____________________________________________________________________。
答案(1)Na2O2+4HCl===2NaCl+Cl2↑+2H2O(2)D(3)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑(或4Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑)(4)①Na2O2能与水反应,会使原料的利用率降低②双氧水比Na2O2更经济③产生等量的Cl2,用双氧水消耗盐酸的量少④Na2O2能与水反应,生成的NaOH能与盐酸反应⑤Na2O2能与水反应,生成的NaOH吸收了Cl2(填写其中任意两条即可)解析Na2O2具有强氧化性,能把Cl-氧化成Cl2,制备时应把浓盐酸滴到Na2O2固体上,所以应选⑥作为制备装置,装置⑤可观察导气管是否堵塞,利用KI-淀粉溶液或石蕊试液检验Cl2,根据装置应选择⑧/g,可用NaOH溶液吸收Cl2。
在此实验中,不可避免Na2O2和水反应生成Cl2。
2.次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛,已知次硫酸氢钠甲醛具有强还原性,且在120 ℃以上发生分解。
以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:步骤1:在烧瓶中(装置如图所示)加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH约为4,制得NaHSO3溶液。
步骤2:将装置A中导气管换成橡皮塞。
向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,在80~90 ℃下,反应约3 h,冷却至室温,抽滤。
步骤3:将滤液真空蒸发浓缩,冷却结晶,抽滤。
(1)仪器A的名称为__________,冷凝管进水口________(填“a”或“b”),装置C的作用是________________。
(2)①步骤2中,应采用何种加热方式____________,优点是________________;②冷凝管中回流的主要物质除H2O外还有__________(填化学式)。
(3)在抽滤操作中,仪器除抽气泵、烧杯、玻璃棒、布氏漏斗外,还必须使用属于硅酸盐材料的仪器(或装置)有____________________。
抽滤所用的滤纸应略________(填“大于”或“小于”)布氏漏斗内径,并将全部小孔盖住。
(4)步骤3中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是_____________________________。
答案(1)三颈烧瓶a吸收二氧化硫,并防止倒吸(2)①水浴加热均匀受热、容易控制温度②HCHO(3)抽滤瓶、安全瓶小于(4)防止产物被空气氧化解析(1)由于冷凝管的作用是冷凝回流,所以冷凝水应从下口通入。
(2)根据次硫酸氢钠甲醛的分解温度应选择水浴加热,水浴加热均匀,且容易控制;由于HCHO易挥发,应使HCHO回流再利用。
(4)由于次硫酸氢钠甲醛具有强还原性,所以蒸发浓缩时不能在敞口容器中进行。
3.绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。
下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:pH(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+,可选用的试剂为________。
A.KSCN溶液B.NaOH溶液C.KMnO4溶液D.苯酚溶液(2)操作Ⅱ中,通入硫化氢至饱和的目的是____________;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是_______________________________________________________。
(3)操作Ⅳ的顺序依次为____________、冷却结晶、_________________________。
(4)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②___________________________________________________________。
答案(1)AD(2)除去溶液中的Sn2+,并防止Fe2+被氧化防止Fe2+生成沉淀(3)蒸发浓缩过滤洗涤(4)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗解析(1)检验Fe3+可用KSCN或苯酚溶液。
(2)操作Ⅱ中,通入H2S至饱和时,SnS完全沉淀且能防止Fe2+被氧化(因为-2价硫的还原性更强),加入H2SO4,至pH=2,可以防止Fe2+生成沉淀。
由于绿矾中带有结晶水,所以应采取蒸发浓缩,冷却结晶的方法,在洗涤沉淀时,用冰水洗涤可降低FeSO4·7H2O的溶解度。
4.化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气,因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌。
同时,由于粗锌中还含有铁等杂质,使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁,为了充分利用制氢废液,常用其制备皓矾(ZnSO4·7H2O)。
某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾。
制备皓矾的实验流程如下图所示。
已知:开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3:2.7~3.7;Fe(OH)2:7.6~9.6;Zn(OH)2:5.7~8.0,试回答下列问题:(1)加入的试剂①,供选择使用的有:氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、浓硫酸、浓硝酸等,最好选用________,其理由是______________________________________________________________________。
(2)加入的试剂②:供选择使用的有:a.Zn粉、b.ZnO、c.Zn(OH)2、d.ZnCO3、e.ZnSO4等,可选用__________。
(3)从晶体1→晶体2,该过程的名称是__________。
(4)在得到皓矾时,向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是_____________________________________________________________________。
答案(1)20%的H2O2将制氢废液中的Fe2+氧化成Fe3+,同时避免引入新的杂质(2)bcd(3)重结晶(4)为了冲洗掉晶体表面的杂质离子;防止晶体溶解,影响产率解析(1)根据Fe3+、Fe2+、Zn2+沉淀的pH值,为了沉淀Fe3+、Fe2+而不沉淀Zn2+,应用H2O2,把Fe2+氧化成Fe3+。
(2)为了促进Fe3+水解应降低H+的浓度,但不能引入杂质离子,所以应加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3,但不能使用Zn粉,因为是从制H2的废液中制得皓矾。
(3)由于晶体I不纯,所以应采取重结晶的方法。
(4)在洗涤皓矾时,为了减少损失,可用酒精洗涤。
5.加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末,常温下性质稳定,加热至560 ℃开始分解。
在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。
工业生产碘酸钾的流程如下:(1)已知步骤①反应器发生的反应中,单质碘和氯酸钾的物质的量之比为6∶11,则反应器中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。
(2)步骤②中调节pH=10的目的是_______________________________________。
操作③的方法是_____________________________________________________。
(3)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应,然后用四氯化碳检验生成的碘单质时,甲应观察到的明显现象有_______________________________________________________________________。
学生乙对纯净的NaCl进行了如下实验:取1 g纯净的NaCl,加3 mL水配成溶液,然后滴入5滴淀粉溶液和1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,振荡,溶液无变化,然后再滴入1滴1 mol·L -1的H2SO4,振荡,一段时间后溶液变浅蓝色。
请推测实验中产生蓝色现象的可能原因,用离子方程式表示______________________________________________________________________。
(4)学生丙查阅有关食品碘强化剂的资料后知道,碘酸钙也是一种允许使用的食品碘强化剂,它是一种白色结晶或结晶性粉末,难溶于水和乙醇。
丙同学在氯化钙溶液中加入理论量的碘酸钾溶液,反应生成的沉淀经水洗后,室温下干燥得碘酸钙晶体,加热至160~540 ℃变成无水物,此时固体质量为原晶体质量的78.3%,写出制备碘酸钙晶体的离子方程式:_________________________________________________;检验沉淀已经洗涤干净的方法是_________________________________________。
答案(1)6I2+11KClO3+3H2O===6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑(2)使KH(IO3)2转化为KIO3蒸发结晶(3)液体分层,下层液体呈现紫红色4I-+4H++O2===2I2+2H2O(4)Ca2++2IO-3+6H2O===Ca(IO3)2·6H2O在最后一次洗涤液中加入硝酸银溶液,若无白色沉淀说明已经洗涤干净解析(2)KH(IO3)2可以和碱反应,所以当pH=10时,可以使KH(IO3)2转化为KIO3,由于KIO3的溶解度受温度的影响较大且分解温度较高,所以采取蒸发结晶的方法。