高考二轮复习知识点:物质的分离与提纯5
试卷更新日期:2023-08-01 类型:二轮复习
一、选择题
-
1. 下列说法正确的是( )A、减压过滤适用于过滤胶状氢氧化物类沉淀 B、实验室电器设备着火,可用二氧化碳灭火器灭火 C、制备硫酸亚铁铵晶体时,须将含 和 的溶液浓缩至干 D、将热的 饱和溶液置于冰水中快速冷却即可制得颗粒较大的晶体2. 由重晶石矿(主要成分是 , 还含有等杂质)可制得氯化钡晶体,某兴趣小组设计制备流程如下。下列说法正确的是( )A、实验室模拟“高温焙烧”过程需要先在坩埚中研磨处理后再灼烧 B、“高温焙烧”过程中,主反应为: C、制得的氯化钡可用作“钡餐” D、结晶时应蒸发浓缩至出现晶膜后停止加热,冷却结晶3. 某化学实验小组在实验室中以含有Zn2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Cl-的废水为原料提取ZnCl2溶液,实验流程如图所示。已知:滤液Ⅰ中存在[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+ , 滤渣Ⅱ的主要成分为CuS。下列说法错误的是( )A、过滤时使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 B、滤渣Ⅰ的主要成分为氢氧化铁和氢氧化铝 C、滤液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均含有氯化铵 D、若直接加热蒸干滤液Ⅱ,可获得纯净的氯化锌4. 已知有机物a、b、c的结构如图所示,下列说法正确的是( )
(a) (b) (c)
A、a、b、c均能与金属钠反应放出H2 B、含有相同官能团的c的同分异构体有7种(不考虑空间异构) C、1 mol a与1 mol CH3OH在一定条件下反应可生成1 mol b D、除去b中少量的a时,可加入NaOH溶液,振荡、静置、分液5. 除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法正确的是( )选项
含杂质的物质
试剂
除杂方法
A
苯(苯酚)
浓溴水
过滤
B
C2H4(CO2)
NaOH溶液
洗气
C
乙醛(乙酸)
NaOH溶液
分液
D
己烷(己烯)
溴水
分液
A、A B、B C、C D、D6. 从制溴苯的实验中分离出FeBr3溶液,得到溴的苯溶液和无水FeCl3。下列设计能达到相应实验目的的是( )A、用装置甲制取氯气按图示通入装置乙中能使Br-全部转化为溴单质 B、用装置丙分液时先从下口放出水层,换一容器从上口倒出有机层 C、检验溶液中是否氧化完全,取水层少许滴加硝酸银溶液,看有无沉淀生成 D、用装置丁将分液后的水层溶液蒸发至有大量晶体析出时,停止加热,余热蒸干7. 烟气脱硫能有效减少SO2的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[(1-x)Al2(SO4)3·xAl2O3]溶液,并用于烟气脱硫。下列说法正确的是( )A、“酸浸”后,所得滤渣Ⅰ的主要成分为H2SiO3 B、pH约为3.6时,溶液中存在大量的H+、Al3+、CO C、调pH时,若pH偏高,则所得溶液中c(Al3+)将增大 D、碱式硫酸铝溶液经多次循环使用后,所得溶液中c(SO )将增大8. 实验室以CaCO3为原料制备CO2并获得无水CaCl2。下列装置能达到相应实验目的的是( )A、装置①生成CO2 B、装置②除去CO2中的HCl C、装置③干燥CO2 D、装置④制得无水CaCl29. 由含[Cu(NH3)4]Cl2的蚀刻废液制取[Cu(NH3)4]CO3溶液的流程如图:下列有关说法错误的是( )
A、上述制取流程不涉及氧化还原反应 B、“沉铜”在加热条件下进行,发生反应的离子方程式为[Cu(NH3)4] +2OH- 4NH3↑+CuO↓+H2O C、“滤液”中大量存在的离子有Na+、 、Cl-和OH- D、“浸铜”时温度过高可能导致铜的浸出率下降10. 我国古代《演繁露》记载:“盐已成卤水,暴烈日,即成方印,洁白可爱,初小渐大或数十印累累相连”,其中涉及的分离方法是( )A、升华 B、蒸发 C、萃取 D、过滤二、非选择题
-
11. 固体化合物X由3种元素组成,某学习小组开展如下探究实验。
其中,白色沉淀B能溶于NaOH溶液。请回答:
(1)、白色固体C的化学式是 , 蓝色溶液D中含有的溶质是(用化学式表示)。(2)、化合物X的化学式是;化合物X的一价阴离子与CH4具有相同的空间结构,写出该阴离子的电子式。(3)、蓝色溶液A与 作用,生成一种气体,溶液蓝色褪去,同时生成易溶于硝酸的白色沉淀。①写出该反应的离子方程式。
②设计实验验证该白色沉淀的组成元素。
12. 胆矾( )易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的 (杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。回答下列问题:(1)、制备胆矾时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有(填标号)。A.烧杯 B.容量瓶 C.蒸发皿 D.移液管
(2)、将 加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为 , 与直接用废铜和浓硫酸反应相比,该方法的优点是。(3)、待 完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量 ,冷却后用 调 为3.5~4,再煮沸 ,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、、乙醇洗涤、 , 得到胆矾。其中,控制溶液 为3.5~4的目的是 , 煮沸 的作用是。(4)、结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为 ,加入胆矾后总质量为 ,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为 。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为(写表达式)。(5)、下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是(填标号)。①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却 ③加热时有少胆矾迸溅出来
13. 碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠,并测定产品中少量碳酸氢钠的含量,过程如下:步骤I. 的制备
步骤Ⅱ.产品中 含量测定
①称取产品2.500g,用蒸馏水溶解,定容于250mL容量瓶中;
②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用 盐酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸 ;
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用 盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸 ;
④平行测定三次, 平均值为22.45, 平均值为23.51。
已知:(i)当温度超过35℃时, 开始分解。
(ii)相关盐在不同温度下的溶解度表
温度/
0
10
20
30
40
50
60
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
11.9
15.8
21.0
27.0
6.9
8.2
9.6
11.1
12.7
14.5
16.4
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.2
回答下列问题:
(1)、步骤I中晶体A的化学式为 , 晶体A能够析出的原因是;(2)、步骤I中“300℃加热”所选用的仪器是_______(填标号);A、 B、 C、 D、(3)、指示剂N为 , 描述第二滴定终点前后颜色变化;(4)、产品中 的质量分数为(保留三位有效数字);(5)、第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则 质量分数的计算结果(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。14. 可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以 形式存在,还含有 、 、 、 等物质。以独居石为原料制备 的工艺流程如下:回答下列问题:
(1)、铈的某种核素含有58个质子和80个中子,该核素的符号为;(2)、为提高“水浸”效率,可采取的措施有(至少写两条);(3)、滤渣Ⅲ的主要成分是(填化学式);(4)、加入絮凝剂的目的是;(5)、“沉铈”过程中,生成 的离子方程式为 , 常温下加入的 溶液呈(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知: 的 , 的 , );(6)、滤渣Ⅱ的主要成分为 ,在高温条件下, 、葡萄糖( )和 可制备电极材料 ,同时生成 和 ,该反应的化学方程式为15. 孔雀石主要成分是 , 还含少量 及硅的氧化物,实验室以孔雀石为原料制备硫酸铜晶体的步骤如下:有关物质沉淀的pH数据如下:
物质
开始沉淀
完全沉淀
(1)、步骤Ⅰ加稀硫酸充分反应,过滤得到滤渣的主要成分是(填化学式),该物质进一步提纯后可用于制造。提高步骤Ⅰ反应速率的措施是(写一条即可)。(2)、步骤Ⅱ中试剂①应选用试剂 填代号 。a. b.稀 c.双氧水 d.氯水
相关反应的离子方程式为:。
(3)、步骤Ⅲ加入CuO调节溶液的pH至 (填写范围),目的是。(4)、步骤Ⅳ获得硫酸铜晶体的操作中,必须采取的实验措施是。(5)、常温下 的 , 若要将溶液中的 转化为 沉淀,使溶液中 降低至 , 必须将溶液调节至 。(6)、用 和孔雀石反应可以制得金属铜,已知1mol氨气通过灼热的 可以产生 金属铜,则该反应的化学方程式为。16. 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型高效消毒净水剂。高铁酸钾的一种实验室制法如下。(装置如图所示,夹持装置略去)Ⅰ.组装好仪器,检查装置气密性,装入药品。
Ⅱ.打开止水夹K1、K2和甲中分液漏斗活塞,反应一段时间,关闭止水夹K1。
Ⅲ.开启磁力搅拌器,缓慢加入100mL0.8mol•L-1Fe(NO3)3溶液,充分反应。
Ⅳ.反应结束,通入N2一段时间,取下三颈烧瓶,在低温下加入KOH固体至溶液饱和,析出粗产品,过滤。
Ⅴ.将粗产品溶于冷的稀KOH溶液,过滤除杂,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,过滤,用乙醚洗涤。
Ⅵ.重复操作Ⅴ,在真空干燥箱中干燥,得到9.9g产品。
回答下列问题:
(1)、仪器a的名称是 , a中所盛装的药品是(选填字母序号)。A.NaCl B.MnO2 C.Na2CO3 D.KMnO4
(2)、步骤Ⅰ,检查甲装置气密性的方法是。(3)、乙装置中饱和NaCl溶液的作用是。(4)、步骤Ⅱ,丙中三颈烧瓶内发生反应的离子方程式是。(5)、步骤Ⅲ,丙中生成Na2FeO4的离子方程式是。(6)、步骤Ⅳ中通入N2的目的是。步骤Ⅴ,将粗产品“过滤除杂”,主要目的是除去(填化学式)。(7)、该实验中产品的产率为。17. 铊(Tl)在工业中的用途非常广泛。从某铅锌厂的电尘(主要成分为PbO、ZnO,还含有少量Fe2O3、Tl2O)中回收铊的工艺流程如图。已知:①Zn(OH)2为两性氢氧化物,溶液pH>10开始溶解。
②相关物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如表所示:
物质
Fe(OH)3
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
2.7
6.4
沉淀完全的pH
3.7
8.0
(1)、为提高“酸浸”效率,可采取的措施有(写出两种)。(2)、“滤渣1”的主要成分是(填化学式),由于沉淀颗粒很细,通常在“酸浸”时加入聚合硫酸铝铁{化学式:[FeaAlb(OH)c(SO4)d]n},其目的是。(3)、检验“酸浸”后溶液中含有Fe3+的试剂是。(4)、“除杂”是为了除去溶液中的(填离子符号),调pH=8~10的原因是。(5)、“置换”中发生反应的离子方程式是。18. 工业上用粗铜电解精炼所产生的阳极泥[主要含硒化亚铜(Cu2Se)和碲化亚铜(Cu2Te)]为原料,进行综合回收利用的某种工艺流程如下:已知:①是两性氧化物,微溶于水。
②25℃时,亚碲酸()的 , 。
(1)、“烧结”时的固体产物主要为、和 , 该过程中反应的化学方程式为。(2)、利用浸取渣制取硫酸铜溶液时,试剂X最好选用。a. b. c.浓硫酸
(3)、常温下,溶液的pH7(填“<”、“>”或“=”)。加入稀硫酸调pH时需控制pH范围为4.5~5.0,pH过大或过小都将导致碲的回收率偏低,其原因是。(4)、在盐酸溶液中,被还原得到单质碲。研究表明,在此反应中,离子浓度为0.1mol/L时的活化能比离子浓度为0.3mol/L时的活化能大,说明较高浓度的作用是。(5)、还原过程的主要目的是将“烧结”时生成的少部分进行转化,写出“还原”时反应的离子方程式。(6)、所得粗硒需精制。向粗硒浸出液中加入溶液可以将残留的等微量杂质离子转化为沉淀而除去。已知25℃时 , 要使溶液中沉淀完全[],则需控制溶液中mol/L。19. 由四种常见元素组成的可溶性盐A,按如下流程进行实验。已知:气体B、固体C为纯净物。
请回答:
(1)、A的化学式是 , 气体D的成分。(2)、固体A与足量NaOH反应的化学方程式是。(3)、盐A同系列的最简单化合物可以与碱性溶液反应,生成黑色固体,写出该反应的离子方程式:。(4)、有研究显示,(3)中产物黑色固体充当氯酸钾受热分解的催化剂时,氯酸钾氧化了黑色固体中的金属元素,同时生成了气体单质。①基于此,选用作催化剂,也发生类似的反应,则对应的产物为:(填化学式)。
②请设计化学实验验证生成气体单质的成分:。
20. 实验室制备乙酰苯胺( )的反应原理:CH3COOH+ +H2O已知:①苯胺具有强还原性;
②有关数据列表如下:
冰醋酸
苯胺
乙酰苯胺
状态
液体
液体
固体
沸点/℃
117.9
184
305
熔点/℃
16.6
-6.3
114.3
③物质的溶解度如下:
名称
溶解度
水
乙醇
乙醚
冰醋酸
3.6g/100g水
易溶
易溶
苯胺
易溶
易溶
易溶
乙酰苯胺
溶于热水,难溶于冷水
易溶
易溶
回答下列问题:
(1)、向反应器内加入4.6mL(约0.05mol)新蒸馏的苯胺和7.5mL(约0.13mol)冰醋酸,以及少许锌粉,保持分流装置柱顶温度在105℃左右加热回流1h。装置如图所示(夹持装置已略去),仪器a的名称是 , 锌粉的作用是。(2)、为提高乙酰苯胺的产率采用的措施:一是乙酸过量,二是。(3)、反应结束后,趁热将反应液倒入盛有100mL冷水的烧杯中,用玻璃棒充分搅拌,冷却至室温,使乙酰苯胺结晶,完全析出,所得晶体用减压过滤装置进行过滤,再以10mL冷水洗涤。减压过滤的优点是 , “再以10mL冷水洗涤”的目的是。(4)、干燥,称重,最终得到产物5.4g,实验产率为%。(结果保留三位有效数字)(5)、若要得到纯度更高的乙酰苯胺,可通过采用方法提纯,所用试剂为。21. 五氧化二钒(V2O5)广泛用于冶金、化工等行业。一种以淅川钒矿(钒以+3、+4价的化合物存在、SiO2、Fe3O4以及Al2O3)为原料生产五氧化二钒的工艺流程如下:已知:①萃取剂P2O4对VO2+具有高选择性,且萃取Fe3+而不萃取Fe2+、Mn2+、Al3+
②氧化性:VO >Fe3+>VO2+>Fe2+
③萃取反应为:VO2++(HR2PO4)2(O) VO(R2PO4)2(O)+2H+ , 式中HR2PO4为P2O4 , R=C8H17
④
化合物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
溶度积常数(25℃)近似值
10-17
10-39
10-35
10-13
回答下列问题:
(1)、“酸浸氧化”中,VO+被氧化成VO2+ , 同时还有离子被氧化。写出VO+转化为VO 反应的离子方程式。(2)、研究表明,“酸浸氧化”中MnO2的用量、温度和硫酸的体积浓度会直接影响钒元素的浸出率,由图(1)(2)(3)可知,最佳条件为(填序号)(3)、“滤渣1”的主要成分为(填化学式)。(4)、“还原”中添加的物质X是(填化学式),且要控制物质X的加入量,既不能过多,也不能过少,原因是。(5)、“氧化沉钒”的离子方程式是。(6)、用石灰中和处理萃余液,Fe2+、Al3+、Mn2+以氢氧化物形式沉淀,要使金属离子完全沉淀,则pH的理论最小值为(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5mol/L时,可认为该离子沉淀完全)。22. 铼是一种熔点高、耐磨、耐腐蚀的金属,广泛用于航天航空等领域。工业上用富铼渣(含ReS2)制得铼粉,其工艺流程如下图所示:回答下列问题
(1)、图1是矿样粒度与浸出率关系图,浸出时应将富铼渣粉碎至目;请写出提高铼浸出率的另外两种方法、。浸出反应中ReS2转化为两种强酸,请写出铼浸出反应的离子方程式。(2)、图2表示萃取液流速与铼吸附率关系。结合实际工业生产效益,萃取剂流速宜选用的范围是6~8BV/h,选择此范围的原因是。(3)、酸浸相同时间,测得铼的浸出率与温度关系如图3所示,分析T1℃时铼的浸出率最高的原因是 。(4)、实验室中,操作III所用主要仪器名称为。已知高铼酸铵是白色片状晶体,微溶于冷水,易溶于热水。若要得到纯度更高的高铼酸铵晶体,可通过在水中的方法提纯。(5)、高铼酸铵热分解得到Re2O7 , 写出氢气在800℃时还原Re2O7 , 制得铼粉的化学方程式。(6)、整个工艺流程中可循环利用的物质有:H2SO4、、。23. 钌( )为稀有元素,广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。钌的矿产资源很少,故从含钌废料中回收钌的研究很有意义。某科研小组设计了一种从含钌废料中分离提纯钌的工艺,其流程如下:(1)、加碱浸取时,为提高钌的浸出率可采取的措施有(任写两点)。(2)、操作X的名称为。(3)、“研磨预处理”是将研磨后的含钌废料在氢气还原炉中还原为单质钌,再进行“碱浸”获得 ,写出“碱浸”时生成 的离子方程式:。(4)、“滤渣”的主要成分为 ,加入草酸的作用是 , 金属钌与草酸的质量比x和反应温度T对钌的回收率的影响如图所示,则回收钌较为适宜的条件是。在酸性介质中,若使用 溶液代替草酸,可获得 ,则反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。
(5)、“一系列操作”为 , 写出在“还原炉”中还原制得钌的化学方程式:。24. 某实验小组以回收站回收的废铁制品(主要成分为Fe,还含有少量的 和 )为原料制备 晶体。(1)、取10g废铁制品,用质量分数为10%的碳酸钠溶液浸泡一段时间,然后用倾析法倒去碳酸钠溶液,用蒸馏水洗涤2~3次,将洗涤好的废铁制品加入如图所示装置中,再加入 硫酸。控制温度在 之间,加热 ,将所得溶液趁热过滤冷却结晶、过滤洗涤,得到 晶体。①仪器a的名称为。
②基态Fe原子的价电子排布式为 , 有个未成对电子。
③反应中需要控制温度在 之间,宜采用的方法是。
④用冰水洗涤 晶体的操作是 , 若将 晶体在隔绝空气条件下加热到800℃,会生成红棕色固体,写出反应的化学方程式:。
(2)、若以赤铁矿渣(含有 和 杂质)为原料制备 晶体,请补充完整相应的实验方案:①取一定量的赤铁矿渣,分次加入足量的稀硫酸,充分反应后过滤。
②取滤液,。
③过滤、洗涤,将沉淀溶入 的硫酸中,同时加入过量铁粉,充分反应后,过滤,向滤液中加乙醇,在恒温水浴槽中冷却结晶、过滤,用丙酮洗涤、干燥。
已知:该实验中 时, 沉淀完全; 时, 开始沉淀。实验室现有试剂: 的 溶液、 的 溶液、铁粉。
(3)、通过下列方法测定产品纯度:准确称取 样品,加适量水溶解,配成 溶液,取 溶液置于锥形瓶中,用 的酸性 标准溶液滴定(杂质不与酸性 标准溶液反应),经3次测定,每次消耗 溶液的体积如下表所示:实验序号
1
2
3
消耗 溶液的体积
19.98
20.58
20.02
通过计算确定产品中 的质量分数约为(保留三位有效数字)。
25. NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛应用于化学镀镍、生产电池、医药工业、催化行业以及印染工业等行业中。由一种废料(主要成分是铁镍合金,还含有铜、镁、硅的氧化物)为原料制取NiSO4·6H2O步骤如图:已知:①镍能溶于稀酸但溶解不完全,通常表现为+2价;
②常温下Ksp(MgF2)=6.4×10-9 , Ka(HF)=6.3×10-4;
(1)、NiSO4中阴离子的空间构型为。(2)、“溶解”时加入H2O2溶液的目的是。(3)、“除铁”时生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出其离子方程式。(4)、向“除铜”后的滤液中加入NaF溶液,使Mg2+转化为MgF2沉淀除去。若溶液的pH偏低,将会导致MgF2沉淀不完全,其原因是。(5)、“沉镍”后所得滤液中,可循环使用的主要溶质为(填化学式)。(6)、NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的化学方程式为。(7)、在制备NiSO4·6H2O晶体时,常用无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂,原因是。26. 硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知硼镁矿的主要成分为 ,硼砂的化学式为 。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图1所示。(1)、硼砂中B的化合价为。(2)、在实验室 可以用 与水反应得到,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为。X为氧化物,是 晶体加热脱水的产物,其与Mg制取粗硼的化学方程式为。(3)、短周期元素M与B同一主族,其单质在 时可与 反应制备MN,在这种单质中添加少量 固体并充分混合,有利于 的制备,其主要原因是。(4)、制得的粗硼在一定条件下反应生成 , 在一定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼。0.2000g粗硼制成的 完全分解,将生成的I2配制成 碘水,量取 碘水于锥形瓶中,向其中滴加几滴淀粉溶液,用 溶液滴定至终点,消耗 溶液 。(提示: )滴定终点的现象为 , 该粗硼样品的纯度为%。(5)、 [也可写成 ]可以通过电解 溶液的方法制备。工作原理如图2所示。理论上每生成 , 室可生成L(标准状况)气体。c膜为(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜,N室中,进口和出口的溶液浓度大小关系为b mol∙L−1a mol∙L−1 (填“>”、“=”或“<”)。
27. 碳酸镧 为白色粉末、难溶于水、分解温度900℃,可用于治疗高磷酸盐血症.在溶液中制备时,形成水合碳酸镧 ,如果溶液碱性太强,易生成受热分解的碱式碳酸镧 .已知酒精喷灯温度可达1000℃。回答下列问题:(1)、用如图装置模拟制备水合碳酸镧:①仪器B的名称为。
②装置接口的连接顺序为f→。
③Z中应先通入: , 后通入过量的另一种气体,该气体需要过量的原因是。
④该反应中生成副产物氯化铵,请写出生成水合碳酸镧的化学方程式:。
(2)、甲小组通过以下实验验证制得的样品中不含 ,并测定水合碳酸铜 中结晶水的含量,将石英玻璃A管称重,记为 ,将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 ,将装有试剂的装置C称重,记为 .按图示连接好装置进行实验。实验步骤:
①打开 、 和 ,缓缓通入 ;
②数分钟后关闭 ,打开 ,点燃酒精喷灯,加热A中样品:
③一段时间后,熄灭酒精灯,打开 ,通入 数分钟后关闭 和 ,冷却到室温,称量A.重复上述操作步骤,直至A恒重,记为 (此时装置A中为 ).称重装置C,记为 。
①实验中第二次通入 的目的为。
②根据实验记录,当 , 说明制得的样品中不含有 ;计算水合碳酸镧化学式中结晶水数目 (列式表示).(用含 、 、 的式子表示)
28. 锡的某些化合物在工业上有重要用途, 常用于印染和电镀工业.某研究小组设计 的制备路线如图:已知: ;强酸性条件下,锡元素在水溶液中有 、 两种主要存在形式, 极易水解,生成对应的碱式盐。
(1)、锡原子的核电荷数为50,与碳元素属于同一主族,锡元素在周期表中的位置是。(2)、 用盐酸溶解而不用水直接溶解的原因是;加入 粉的作用有两个;①调节溶液 ②。(3)、步骤Ⅱ中用到的玻璃仪器有;(4)、酸性条件下, 还可以用作双氧水去除剂,发生反应的离子方程式是。(5)、向 中加入稀硫酸的作用之一是控制溶液的 .若溶液中 ,则室温下应控制溶液 取值范围为(已知 )(6)、该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应):取 锡粉溶于盐酸中,向生成的 中加入过量的 溶液,用 滴定生成的 (已知酸性环境下, 可被还原为 不能被 氧化),共用去 溶液 .则锡粉中锡的质量分数为.( 的摩尔质量为 ,用含a、b、d的最简代数式表示)29. 硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业制备硫氰化钾的实验装置如下图所示:
已知:① 不溶于水,密度比水的大;② 不溶于 ;③三颈烧瓶内盛放有 、水和催化剂。回答下列问题:
(1)、制备 溶液:①实验前,经检验装置的气密性良好。其中装置B中的试剂是。三颈烧瓶的下层 液体必须浸没导气管口,目的是。
②实验开始时,打开 ,加热装置A、D,使A中产生的气体缓缓通入D中,发生反应 (该反应比较缓慢)至 消失。
(2)、制备KSCN溶液:①熄灭A处的酒精灯,关闭 ,移开水浴,将装置D继续加热至105℃,当 完全分解后 ,打开 ,继续保持液温105℃,缓缓滴入适量的KOH溶液,发生反应的化学方程式为。
②使用KOH溶液会使产品KSCN固体中混有较多的 ,工业上用相同浓度的 溶液替换KOH溶液,除了原料成本因素外,优点是。
③装置E的作用是。
(3)、制备KSCN晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再减压、、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰化钾晶体。(4)、测定晶体中KSCN的含量:称取10.0g样品,配成1000mL溶液。量取20.00mL溶液于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴 溶液作指示剂,用 标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗 ,标准溶液20.00mL。①滴定时发生的反应: (白色)。则判断到达滴定终点的方法是。
②晶体中KSCN的质量分数为(计算结果精确至0.1%)。
30. 锰酸锂(LiMn2O4)是新一代锂离子电池的正极材料。实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料(锰酸锂、碳粉等涂覆在铝箔上)的一种流程如图:已知:Li2CO3在不同温度下的溶解度
温度/℃
0
10
20
50
75
100
Li2CO3
1.593
1.406
1.329
1.181
0.866
0.728
(1)、第①步反应中会有气体生成,该气体为: , 若要增大第①步反应的浸取率,可以采取的措施有: (写两条)。(2)、第②步反应得到的沉淀X的化学式为 , 上述流程中四步实验都包含过滤,实验室过滤时要使用的玻璃仪器有:。(3)、工业上洗涤Li2CO3用的是热水而不是冷水,其原因是。(4)、写出第③步反应“酸溶”过程中反应的离子方程式:。(5)、固相法制备LiMn2O4的实验过程如下:将MnO2和Li2CO3按4:1的物质的量之比配料,球磨3-5小时,然后高温加热,保温24小时,冷却至室温。①写出该反应的化学方程式:。
②LiMn2O4中锰元素的平均价态为+3.5。在不同温度下,合成的LiMn2O4中Mn2+、Mn3+和Mn4+的含量与温度的关系见表。
T/℃
w(Mn2+)(%)
w(Mn3+)(%)
w(Mn4+)(%)
700
5.56
44.58
49.86
750
2.56
44.87
52.57
800
5.50
44.17
50.33
850
6.22
44.40
49.38
由此可以确定:在上述温度范围内,锰元素的平均价态的变化趋势是:随温度升高(填选项)
A.增大 B减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
31. 三氧化钨(WO3)常用于制备特种合金、防火材料和防腐涂层。现利用白钨精矿(含80%CaWO4及少量Fe、Zn和Mg等的氧化物)生产WO3 , 设计了如下工艺流程:已知:①浸出液中钨(W)以[WO3C2O4H2O]2-形式存在。
②钨酸(H2WO4)难溶于水。
③Ksp(CaSO4)=4.9×10-5 , Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9;
Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2 , Ka2(H2C2O4)=1.6×10-4。
回答下列问题:
(1)、“破碎”的目的是;“破碎”后的白钨精矿粒径约为50μm,往其中加入浸取液后形成的分散系属于。(2)、操作I的名称为。(3)、浸出液中含量最大的阳离子是;[WO3C2O4H2O]2-中W元素的化合价为。(4)、“加热”时发生反应的离子方程式为;“煅烧”时发生反应的化学方程式为。(5)、本工艺中能循环使用的物质是。(6)、通过计算说明“浸取”过程形成CaSO4而不能形成CaC2O4的原因:。32. 实验室研究从炼铜烟灰(主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸盐)中分别回收铜、锌、铅元素的流程如下。(1)、酸浸过程中,金属元素均由氧化物转化为硫酸盐,其中生成CuSO4的化学方程式为:CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O、。(2)、铁屑加入初期,置换速率随时间延长而加快,其可能原因为:反应放热,温度升高;。铁屑完全消耗后,铜的产率随时间延长而下降,其可能原因为。(3)、已知:25 ℃时,Ksp(PbSO4)=2.5×10-8;PbSO4 + 2Cl- PbCl2 + SO 。一定条件下,在不同浓度的NaCl溶液中,温度对铅浸出率的影响、PbCl2的溶解度曲线分别如图-1、图-2所示。浸出后溶液循环浸取并析出PbCl2的实验结果如下表所示。
参数
循环次数
0
1
2
3
结晶产品中PbCl2纯度/%
99.9
99.3
98.7
94.3
①为提高原料NaCl溶液利用率,请补充完整利用酸浸渣制备化学纯(纯度≥98.5 %)PbCl2晶体的实验方案:取一定质量的酸浸渣, , 将所得晶体洗涤、干燥。(可选用的试剂:5 mol·L-1NaCl溶液,1 mol·L-1NaCl溶液,NaCl固体)
②循环一定次数后的溶液中加入适量CaCl2溶液,过滤并加水稀释至其中NaCl浓度为1 mol·L-1的目的是。
33. 高铁酸钾(K2FeO4)为紫色固体,微溶于KOH溶液,具有强氧化性,在酸性或中性溶液中产生O2 , 在碱性溶液中较稳定。(1)、用如图所示的装置制备K2FeO4。①A为Cl2发生装置,装置B的作用是。
②装置C中发生反应的离子方程式为。
③当装置C中得到大量紫色固体时立即停止通入Cl2 , 原因是。
(2)、某铁矿石的主要成分为Fe2O3和少量Al2O3、SiO2 , 请补充完整由该铁矿石制得高纯度Fe(OH)3的实验方案:(实验中须使用的试剂:稀盐酸、NaOH溶液、AgNO3溶液)。(3)、通过以下方法测定高铁酸钾样品的纯度:称取0.6000g高铁酸钾样品,完全溶解于浓KOH溶液中,再加入足量亚铬酸钾{K[Cr(OH)4]}反应后配成100.00mL溶液;取上述溶液20.00mL于锥形瓶中,加入稀硫酸调至pH=2,用0.1000mol·L-1硫酸亚铁铵溶液滴定,消耗标准硫酸亚铁铵溶液15.00mL。测定过程中发生反应:Cr(OH) + =Fe(OH)3+ +OH-
2 +2H+= +H2O
+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O(未配平)
计算K2FeO4样品的纯度(写出计算过程):。
34. 三氯化六氨合钴(III){[Co(NH3)6]Cl3}是制备其它三价钴配合物的重要试剂。实验室以活性炭为催化剂,合成三氯化六氨合钴(III)晶体的流程如图已知:①Co2+不易被氧化,Co3+具有强氧化性;[Co(NH3)6]2+具有较强还原性,[Co(NH3)6]3+性质稳定。
②[Co(NH3)6]Cl3·6H2O在水中的溶解度随温度的升高而增大,加入浓盐酸有利于晶体析出。
(1)、“混合”时加入的NH4Cl溶液有利于后续Co2+与NH3的配合反应,其原理是。(2)、在如图所示实验装置的三颈烧瓶中,发生“配合、氧化”。①控制三颈烧瓶中溶液温度为60℃的原因是。
②“配合”步骤安排在“氧化”步骤之前的目的是。
③向三颈烧瓶中滴加氨水的实验操作为。加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为。
(3)、设计由过滤后的滤渣获取[Co(NH3)6]Cl3·6H2O的实验方案:向滤渣中加入80℃左右的热水, , 低温干燥。(实验中须使用的试剂:浓盐酸、无水乙醇)35. 铬铁矿的主要成分为亚铬酸亚铁( ),还含有 及少量难溶于水和碱溶液的杂质。以铬铁矿为原料制备重铬酸钾( )的工艺流程如图所示:回答下列问题:
(1)、为了加快“煅烧”的反应速率,可以采取的措施有(写一条即可)。(2)、亚铬酸亚铁( )中铬元素的化合价为;“煅烧”后亚铬酸亚铁转化为 和 ,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为。(3)、“水浸”时, 遇水强烈水解,有红褐色沉淀产生,其水解的离子方程式为。(4)、“滤液1”中主要含有 、 、 等阴离子。利用“煅烧”产生的气体X调节pH,可防止产品混入较多的杂质,则气体X为(填化学式,下同),滤渣2的主要成分为。(5)、“铬转化”时,若盐酸浓度过大,在较高温度下 会转化为 ,影响产品的纯度并产生有毒气体污染环境,写出影响产品纯度的相关反应离子方程式。(6)、处理含有 的酸性废水防止铬对环境产生污染。①每次取废水样品amL,用 溶液进行处理,将 转化为毒性较低的 ,同时 转化为 ,平均每次消耗了vmL。废水中 为。(用含a、b、v的式子表示)。
②室温下,将上述溶液再调节至 ,使 转化成 而沉降,分离出污泥,检测到废水中 浓度约为 ,室温下 。