【题目】实验室用下图所示装置制备AlC13溶液,并用AlC13溶液溶解一定量的CaCO3形成溶液,再用氨水沉淀,然后锻烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙 (12CaO·7Al2O3)。已知A1C13易水解,易升华。
(1)①实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气,其离子方程式为____________;
②C装置的作用____________;
(2)氯气与废铝屑反应生成的AlC13蒸气溶解在B中,B中盛放的试剂X是____________;为了防止AlC13蒸气凝华堵塞导管,实验中可采取的措施是____________(写出一点)。
(3)B装置中的AlC13溶液溶解CaCO3时,AlC13溶液和碳酸钙粉末的混合方式为____________;
(4)实验要控制碳酸钙和AlC13的量,要求n(CaCO3): n(A1C13)> 12:14,其原因是____________;
(5)以工业碳酸钙(含有少量A12O3、Fe2O3杂质)生产二水合氯化钙(CaC12·2H2O)的方法为:将工业碳酸钙溶于盐酸,____________。
已知:几种离子生成氢氧化物沉淀pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算)
(实验中需用到的试剂和仪器有:盐酸,氢氧化钙,冰水,pH计)。
【答案】
(1)①ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O;②吸收氯气,防止污染空气
(2)盐酸;加粗导管、缩短导管长度、加热导管、通入氮气等
(3)碳酸钙粉末慢慢加入到AlCl3溶液中
(4)氢氧化钙微溶于水,造成损失
(5)向溶液中加入氢氧化钙,搅拌,用pH计调节溶液的pH≤4.7,过滤,向滤液中加盐酸酸化,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,冰水洗涤,干燥。
【解析】
试题分析:(1)①实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气,离子方程式为ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O,故答案为:ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O;
②氯气有毒会污染空气,C装置可以吸收氯气,防止污染空气,故答案为:吸收氯气,防止污染空气;
(2)AlC13水解会使得溶液浑浊,因此B中盛放的试剂X是盐酸,为了防止AlC13蒸气凝华堵塞导管,实验中可采取的措施有加粗导管、缩短导管长度、加热导管、通入氮气等,故答案为:盐酸;加粗导管、缩短导管长度、加热导管、通入氮气等;
(3) AlC13溶液水解显酸性,可以溶解CaCO3时,实验时AlC13溶液和碳酸钙粉末的混合方式是碳酸钙粉末慢慢加入到AlCl3溶液中,故答案为:碳酸钙粉末慢慢加入到AlCl3溶液中;
(4)氢氧化钙微溶于水,容易造成损失,因此实验要控制碳酸钙和AlC13的量,要求n(CaCO3): n(A1C13)> 12:14,故答案为:氢氧化钙微溶于水,造成损失;
(5)根据离子的沉淀相关的pH可知,为了生成二水合氯化钙(CaC12·2H2O),需要将铁离子和铝离子除去,可以通过调节溶液的pH,使之转化为沉淀,具体操作为:将工业碳酸钙溶于盐酸,向溶液中加入氢氧化钙,搅拌,用pH计调节溶液的pH≤4.7,过滤,向滤液中加盐酸酸化,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,冰水洗涤,干燥。故答案为:向溶液中加入氢氧化钙,搅拌,用pH计调节溶液的pH≤4.7,过滤,向滤液中加盐酸酸化,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,冰水洗涤,干燥。
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【题目】合成氨工业为人类解决粮食问题做出了巨大贡献。一定条件下,在密闭容器中进行合成氨反应:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g),当正、逆反应速率相等且不等于零时,下列说法不正确的是
A.N2、H2完全转化为NH3
B.N2、H2、NH3在容器中共存
C.反应已达到化学平衡状态
D.N2、H2、NH3的浓度不再改变
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【题目】纯碱是一种非常重要的化学基本工业产品,工业上有很多不同的方法生产纯碱。
Ⅰ、路布兰法——其生产原理:用硫酸将食盐转化为硫酸钠,将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热,得到产品和硫化钙。
(1)请写出上述过程的化学方程式:____________。
Ⅱ.索尔维制碱法:以食盐、氨气(来自炼焦副产品)和二氧化碳(来自石灰石)为原料,首先得到小苏打,再加热分解小苏打,获得纯碱。
(2)结合下图中所给物质的溶解度曲线。写出得到小苏打的离子方程式:____________。
(3)这种生产方法的优点是原料便宜、产品纯度高、氨和部分二氧化碳可以循环使用。请写出实现氨循环的化学方程式:____________。
Ⅲ.侯德榜制碱法——生产流程可简要表示如下:
(4)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体,其中Y是____________(填化学式),这两种气体在使用过程中是否需要考虑通入的先后顺序____________(填”是”或“否”),原因是____________。
(5)侯德榜制碱法保留了索尔维法的优点,克服了它的缺点,特别是设计了____________(填流程中的编号)使原料中溶质的利用率从70%提高到了96%以上。从母液中可以获得的副产品的应用:____________(举一例)。
(6)该合成氨厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的____________%(保留两位有效数字)。
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【题目】CuCl晶体呈白色,熔点为430℃,沸点为1490℃,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸、乙醇,易溶于浓盐酸生成H3CuCl4,反应的化学方程式为CuCl(s)+3HCl(aq)H3CuCl4(aq)。
(1)实验室用下图所示装置制取CuCl,反应原理为:
2Cu2++SO2+8Cl-+2H2O===2CuCl43-+SO+4H+
CuCl43-(aq)CuCl(s)+3Cl-(aq)
①装置C的作用是 。
②装置B中反应结束后,取出混合物进行如下图所示操作,得到CuCl晶体。
操作ⅱ的主要目的是
操作ⅳ中宜选用的试剂是 。
③实验室保存新制CuCl晶体的方法是 。
④欲提纯某混有铜粉的CuCl晶体,请简述实验方案: 。
(2)某同学利用如下图所示装置,测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的百分组成。
已知:
i.CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成Cu(CO)Cl·H2O。
ii.保险粉(Na2S2O4)和KOH的混合溶液能吸收氧气。
①D、F洗气瓶中宜盛放的试剂分别是 、 。
②写出保险粉和KOH的混合溶液吸收O2的离子方程式: 。
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【题目】D、E为中学化学常见的金属单质且D常呈红棕色,F是一种黑色晶体。E与C的浓溶液在常温作用呈钝化现象,加热时则有大量无色气体产生,同时生成H。在一定条件下C、D间能发生反应。各物质转化关系如下图:
(1)已知1g E在B中燃烧放出的热量为Q kJ,试写出表示E燃烧热的热化学方程式____。
(2)检验H和G的混合溶液中含有G的阳离子的试剂可以是:_____________。
A.氯水和KSCN溶液 B.氢氧化钠溶液 C.酸性KMnO4溶液
(3)用惰性电极电解一定浓度的A的水溶液,阳极反应式为_____________________,通电一段时间后,向所得溶液中加入8.0g D的氧化物后恰好恢复到电解前的浓度,则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为多少升?
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【题目】恒温下,将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g)
(1)若反应某时刻t时,n t (N2) = 13 mol,n t (NH3) = 6 mol,则a =__________mol;
(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8 L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%,平衡时NH3的物质的量__________;
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比、下同),
n(始)∶n(平) =__________;
(4)原混合气体中,a∶b =__________;
(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)= __________;
(6)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) =__________________。
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【题目】有机物的反应往往伴随副反应发生,因此 需要分离提纯。有一种水果香精的合成步骤如下:
Ⅰ合成:
在干燥的圆底烧瓶中加入11.5 mL(9.3 g,0.125 mol)正丁醇、7.2 mL(7.5 g,0.125 mol)冰醋酸和3~4滴浓H2SO4,摇匀后,加几粒沸石,再按图1所示装置安装好。在分水器中预先加入5.00 mL水,其水面低于分水器回流支管下沿3~5 mm,然后用小火加热,反应大约40 min。
Ⅱ分离提纯:
① 将烧瓶中反应后的混合物冷却后与分水器中的酯层合并,转入分液漏斗,依次用10 mL水、10 mL 10% 碳酸钠溶液洗至中性,充分振荡后静置,分去水层。
② 将酯层倒入小锥形瓶中,加少量无水硫酸镁干燥。
③ 将乙酸正丁酯粗产品转入50 mL蒸馏烧瓶中,加几粒沸石进行常压蒸馏,收集产品。
主要试剂及产物的物理常数如下:
制备过程中还可能有的副反应:
2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
(1)合成和分离过程中均使用沸石,其作用________________________ 。
(2)如图1整个装置可看作由分水器、圆底烧瓶和冷凝管组成,其中冷水应从______(填a或b)管口通入。
(3)在操作步骤②后(即酯层用无水硫酸镁干燥后),应先_______(填实验操作名称),然后将乙酸正丁酯粗产品转入蒸馏烧瓶中,如果蒸馏装置如图2所示,则收集到的产品中可能混有___________杂质。
(4)步骤③的常压蒸馏,需控制一定的温度,你认为在______中加热比较合适(请从下列选项中选择)。
A.水 B.甘油(沸点290℃)
C.沙子 D.石蜡油(沸点200~300℃)
(5)如何根据装置中的实验现象判断该合成反应达到了终点_______________ 。
(6)反应结束后,若放出的水为6.98 mL(水的密度为1g/mL),则正丁醇的利用率约为__________。
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【题目】(1)在一定条件下,乙烷和乙烯都能制备氯乙烷(C2H5Cl)。用乙烷制备氯乙烷的化学方程式是:____________,反应类型为__________。用乙烯制备氯乙烷的化学方程式是: 。
(2)乙炔(HC≡CH)也是一种不饱和烃,与乙烯具有相似的化学性质,写出乙炔与足量溴水反应的化学方程式: 。
(3)已知可表示为,下图是某高聚物的合成路线,试完成下列试题:
①Ⅱ反应类型 。
②Ⅲ反应的化学方程式 。
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【题目】草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取COC2O4·2H2O工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是_______________。
(2)NaClO3在反应中氯元素被还原为最低价,该反应的离子方程式为 ______________。
(3)加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀。试用离子方程式和必要的文字简述其原理:_____________________________________。
(4)滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10,当加入过量NaF后,所得滤液______。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如右图所示,在滤液II中适宜萃取的pH为___左右。
a.1 b.2 c.3 d.4
则该流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH_____7(填“>”或“<”或“=”)
(7)CoC2O4·2H2O热分解质量变化过程如右图所示(其中600℃以前是隔绝空气加热,600℃以后是在空气中加热);A、B、C均为纯净物;C点所示产物的化学式是__________
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