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2.蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成.由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图所示:

(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,还含有的金属离子是Fe3+、Al3+(填离子符号).
(2)进行Ⅰ操作时,控制溶液的pH=7-8(有关氢氧化物沉淀的pH见下表)Ca(OH)2不能过量,若Ca(OH)2过量可能会导致Al(OH)3(填化学式,下同)溶解、,Mg(OH)2沉淀.
氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2
开始沉淀pH2.33.39.4
(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料,先向沉淀物A中加入NaOH或Ca(OH)2 溶液,然后过滤、洗涤、灼烧 (依次填写实验操作名称).
(4)物质循环使用,能节约资源.上述实验中,可以循环使用的物质是CaCO3或CO2
(5)现设计一个实验,确定产品aMgCO3•bMg(OH)2•cH2O中a、b、c的值,请完成下列实验步骤(可用试剂:浓硫酸、碱石灰):
Ⅰ.①称量样品,②高温分解,③用浓硫酸吸收水蒸气,④称量碱石灰吸收CO2前后的质量,⑤称出MgO.
Ⅱ.18.2g产品完全分解后,产生6.6gCO2和8.0gMgO,由此可知,产品的化学式中:a=3,b=1,c=3.

分析 蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成,酸溶过滤得到滤液中为Mg2+、Fe3+、Al3+,加入氢氧化钙沉淀得到氢氧化铝、氢氧化铁沉淀A,滤液中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀B和碳酸氢钙,加入氢氧化钙反应生成碳酸钙循环利用,溶液中得到碳酸氢镁溶液,热解得到碱式碳酸镁.
(1)蛇纹石矿可以看做MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成,蛇纹石加盐酸溶解后,MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,而SiO2和HCl不反应,不能溶解;
(2)当氢氧化钙过量时,溶液碱性增强,Al(OH)3会溶解,从氢氧化物沉淀的pH表中可看出,Mg(OH)2在pH为9.4时开始沉淀,所以碱性增强Mg(OH)2会沉淀;
(3)红色氧化物为Fe2O3,应先将其中含有的少量Al(OH)3除去,除去Al(OH)3的方法是利用它能溶于强碱的性质;
(4)此过程中CO2是可以重复使用的;
(5)Ⅰ.利用浓硫酸的吸水性干燥,再称量碱石灰吸收CO2前后的质量;
Ⅱ.确定产品aMgCO3•bMg(OH)2•cH2O中a、b、c的值,需要测定的数据是①样品质量;②MgO质量;③生成CO2的质量(或体积);④生成水的质量.

解答 解:(1)蛇纹石加盐酸溶解,MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,以沉淀的形式除去.故答案为:Fe3+、Al3+
(2)由(1)知,此时溶液中除了Mg2+外,还含有Fe3+、Al3+杂质,需除去Fe3+、Al3+但不能损失Mg2+,因Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+和Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,利用平衡移动的原理,消耗H+使上述水解平衡向正反应方向移动,除去Fe3+、Al3+,加Ca(OH)2需将溶液的pH控制在7~8,若pH过高,会导致生成的Al(OH)3发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O溶解,Mg(OH)2在pH为9.4时开始沉淀,所以碱性增强Mg(OH)2会沉淀,同时Mg2+也因转化为沉淀而损失.
故答案为:Al(OH)3 Mg(OH)2
(3)从实验步骤图知:沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3,红色氧化物是沉淀物Fe(OH)3分解后得到的Fe2O3,所以得先加碱把Al(OH)3除掉,反应为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,然后过滤洗涤灼烧即可;
故答案为:NaOH或Ca(OH)2 过滤、洗涤、灼烧;
(4)从实验步骤图知:上述实验中,步骤Ⅱ中通二氧化碳,生成碳酸钙,碳酸钙分解可得到二氧化碳,作为第Ⅱ步的原料,碱式碳酸镁分解得到CO2,可以循环使用的物质是CaCO3或CO2
故答案为:CaCO3或CO2
(5)Ⅰ.利用浓硫酸的吸水性干燥,③实验步骤为用浓硫酸吸收水蒸气,
利用碱石灰吸收CO2前后的质量差求二氧化碳质量,④实验步骤为称量碱石灰吸收CO2前后的质量,
故答案为:用浓硫酸吸收水蒸气;称量碱石灰吸收CO2前后的质量;
Ⅱ.m(样品)=18.2g,m(CO2)=6.6g,m(MgO)=8.0g,碱式碳酸镁分解:aMgCO3?bMg(OH)2?cH2O $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$(a+b)MgO+aCO2↑+(b+c)H2O↑,根据质量守恒得:m(H2O)=18.2g-6.6g-8.0g=3.6g,则m(MgO)═0.2mol,n(CO2)═0.15mol,n(H2O)═0.2mol,得:a:b:c=0.15:0.05:0.15=3:1:3,
故答案为:3;1;3.

点评 本题主要考查了元素化合物中金属铝、铁的性质,解题时不仅需熟知物质间的反应原理,还需灵活运用于实验的设计.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.为了探究木炭与浓H2SO4反应的产物中是否存在CO2,某同学选用如图所示装置进行实验:

(1)仪器a的名称为:分液漏斗;在组装好上述实验装置后,在装入药品之前必需的实验操作是检查装置的气密性.
(2)写出A中发生反应的化学方程式C+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O.
(3)装置B的作用是除去混合气体中二氧化硫
(4)已知SO2也可以使澄清的石灰水变浑浊,则能说明产物中一定存在CO2气体的实验现象为C中品红不褪色,D中溶液出现白色沉淀.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.某化学活动小组设计以下装置进行不同的实验.其中a为用于鼓入空气的气囊,b 为螺旋状铜丝,c中盛有冰水.

(1)若用A装置做乙醇与乙酸的酯化反应实验,则还需连接的装置是D(填序号),该装置中应加入试剂是饱和碳酸钠溶液.A中反应的化学方程式为:CH3COOH+CH3CH2OH $?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O
(2)该小组同学欲做乙醇氧化成乙醛的实验并收集生成的产物,则应选用的装置是ABC(填序号),反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+O2 $→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

12.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内),加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏(如图1所示),得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品.请回答下列问题:

(已知:乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃)
(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入碎瓷片,其目的是防止暴沸.
(2)在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是:先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡.
(3)在该实验中,若用1mol乙醇和1mol乙酸在浓硫酸作用下加热,充分反应,能否生成1mol乙酸乙酯,为什么?否,因为该反应是可逆反应,反应不能进行完全.
(4)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,如图2是分离操作步骤流程图.请在图中圆括号内填入适当的试剂,在方括号内填入适当的分离方法.
试剂a是饱和Na2CO3溶液,试剂b是硫酸;分离方法①是分液,分离方法②是蒸馏,分离方法③是蒸馏.
(5)在得到的A中加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是除去乙酸乙酯中混有的少量水.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途.
已知:Sn的熔点为231℃;Sn2+易水解、易被氧化;SnCl4极易水解、熔点为-33℃、沸点为114℃.
请按要求回答下列相关问题:
(1)锡在周期表中的位置为第五周期第ⅣA族.
(2)用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备步骤如下:
I.SnCl2加入盐酸和Sn 粉
II.分离滤渣和滤液
Ⅲ.滤液用NaHCO3调节pH至6~7 得混合物(含SnO)
Ⅳ.从混合物中分离得SnO
V.SnO和稀硫酸最终得SnSO4晶体
①步骤Ⅰ加入Sn粉的作用:防止Sn 2+被氧化为Sn4+及调节溶液pH.
②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒.
③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式:Sn2++2HCO3-=SnO↓+2CO2↑+H2O.
④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是取最后一次洗涤后滤液少许于试管中,依次滴加足量硝酸、少量硝酸银溶液,观察到无白色沉淀,证明已洗净.
⑤步骤Ⅴ操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥.
(3)SnCl4蒸气遇氨及水汽呈浓烟状,因而可制作烟幕弹,其反应的化学方程式为SnCl4+4NH3+4H2O=Sn(OH)4+4NH4Cl.
实验室欲用如图装置制备少量SnCl4 (夹持装置略),该装置存在明显缺陷,改进方法是在A、B装置间依次连接盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶;熔融锡与氯气化合的反应是放热反应,且放出的热足够此反应持续进行.

(4)利用改进后的装置进行实验,当开始装置C中收集到有SnCl4时即可熄灭B处酒精灯,反应仍可持续进行的理由是熔融锡与氯气化合的反应是放热反应,且放出的热足够使此反应持续进行.
(5)用于微电子器件生产的锡粉纯度测定:
①取2.38g试样溶于较浓硫酸中(杂质不参与反应),使Sn完全转化为Sn2+
②加入过量的Fe2(SO43
③用0.1000mol•L-1K2Cr2O7溶液滴定,消耗20.00mL,
步骤②中加入Fe2(SO43的作用是:将Sn 2+全部氧化为Sn 4+;此锡粉样品中锡的质量分数:30%.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

6.苯甲酸乙酯是一种无色透明液体、能与乙醇、乙醚混溶,不溶于水.用于配制香水香精和人造精油,其制备原理如下:+C2H5OH$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{?}$+H2O
已知:
物质颜色状态密度/g•cm-3熔点/℃沸点/℃
苯甲酸*白色固体1.2659122249
苯甲酸乙酯无色液体1.05-34.6212.6
乙酸无色液体1.049216.6117.9
乙醇无色液体0.789-117.378.5
乙酸乙酯无色液体0.894-0.898-83.677.1
乙醚无色液体0.713-116.334.6
*苯甲酸在100℃会迅速升华.
(1)如图1为课本上制取乙酸乙酯的实验装置图,请回答下列问题:
①乙醇、乙酸和浓硫酸混合的先后顺序乙醇、浓硫酸、乙酸(乙酸和浓硫酸的加入顺序可互换);
②浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂;
③实验开始前在饱和碳酸钠加入酚酞,溶液会变红,随着乙酸乙酯的蒸出,红色会变浅,但是无气体产生,请写出发生该变化的离子反应方程式CH3COOH+CO32-=CH3COO-+HCO3-
(2)按照图2所示装置制备苯甲酸乙酯.
①制备:在圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇(过量)、4mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按图2所示连接好仪器,其中分水器的作用是分离出反应生成的水,控制温度加热回流2h.
a.实验中使用分水器不断分离除去水的目的是分离反应过程中生的水,促进酯化反应向正反应方向进行;
b.从提供的分析实验室制取苯甲酸乙酯为什么不使用制取乙酸乙酯一样的装置?如果使用制取乙酸乙酯的装置,会使乙醇大量蒸馏出去,实验效率大大降低;
②产品的提纯
将圆底烧瓶中的残液倒入盛有冷水的烧瓶中,分批加入Na2CO3溶液呈中性;用分液漏斗分出有机层得粗产品.水层用25mL乙醚萃取分液,醚层与粗产品合并;在粗产品加入无水氯化钙后,静置、过滤,过滤液进行蒸馏,蒸出乙醚后,继续升温,接收210~213℃的馏分;产品经检验合格,测得产品体积为6mL.
c.在该实验分液过程中,产物应该从分液漏斗的上口倒出(填“上口倒出”可“下口倒出”);
d.该实验中苯甲酸乙酯的产率为42%;
e.若加入的Na2CO3溶液不足,在之后的蒸馏时烧瓶内会出现白烟生成,产生该现象的原因在苯甲酸乙酯中有未除尽的苯甲酸,受热至100℃时升华.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图下列说法正确的是(  )
A.t1时增大了压强B.t2时充入了稀有气体
C.t3时升高了温度D.t4时降低了温度

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

10.一定条件下,在容积为2L的密闭容器内发生反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)已知起始充入4molSO2(g)和2molO2(g),经2s后测得SO3的浓度为0.6mol/L.下列说法正确的是(  )
A.降低体系温度能加快该反应的速率
B.0~2S内用O2表示该反应的平均反应速率为0.15mol/(L•s)
C.增大SO3的浓度能减慢该反应速率
D.反应一段时间后可生成4molSO3

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

11.选择下列实验方法分离物质,将分离方法的字母填在横线上.
A.分液法         B.蒸馏法      C.过滤法     D.结晶法
(1)C分离饱和食盐水和沙子的混合物.
(2)A分离水和汽油的混合物.
(3)D分离从硝酸钾和氯化钠的混合物中获取硝酸钾.
(4)B分离四氯化碳(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃),已知四氯化碳和甲苯互溶.

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