工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和SO42-等杂质,提纯工艺流程如下:
已知:碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
回答下列问题:
(1)溶解时通入热空气的作用有 (写出两条即可);生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为 。
(2)“趁热过滤”时的温度应控制在 ;简述过滤后洗涤固体的操作 。
(3)为检验母液中是否含有Cl-,必须加入的试剂为 。
(4)实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有 。
(5)室温下用石墨电极电解饱和Na2CO3溶液(装置如图),写出Y电极反应式: ;一段时间后X电极可收集到的气体一定有 ,可能有 。
(1)升温加快溶解速率、除去铁元素【或加热促进Fe3+(Fe2+)的水解或氧化Fe2+】(2分);Mg2+ +2OH-=" Mg" (OH) 2↓(或MgCO3 +2OH-=" Mg" (OH) 2+CO32-) (2分)
(2)不低于36℃(2分);
向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面,待水自然流干后,重复操作2~3次(2分)
(3)足量的Ba(NO3)2和HNO3溶液(1分)、少量的AgNO3溶液(1分)
(4)坩埚、泥三角(2分)(答酒精灯不倒扣分,其余答错一个倒扣1分,直到本小问0分)
(5)2H+ +2e- =H2↑(或2H2O+2e- = H2↑+2OH-,2分);O2;CO2(写名称也给分,各1分,共2分)
解析试题分析:(1)溶解时通入热空气可以加快溶解速率,同时可以氧化亚铁离子为铁离子,方便除去铁元素;镁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化镁沉淀,离子方程式为Mg2+ +2OH-=" Mg" (OH) 2↓;
(2)碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出不同的溶质,据图可知,低于36℃时会生成Na2CO3·7H2O等,所以“趁热过滤”时的温度应控制在不能低于36℃;过滤后洗涤固体时不同于一般的洗涤,仍要注意蒸馏水的温度不能低于36℃,所以正确操作是向过滤器中加入36℃的热水没过固体表面,待水自然流干后,重复操作2~3次;
(3)因为溶液中存在SO42-,对Cl-的检验带来干扰,所以在检验Cl-前先除去SO42-,所用试剂是足量的Ba(NO3)2和HNO3溶液,然后在加入硝酸银溶液,观察现象,进行判断;
(4)坩埚有不同的类型,实验室进行“灼烧”的陶瓷仪器有瓷坩埚、泥三角;
(5)Y极是阴极,阳离子放电发生还原反应,电极反应式为2H2O+2e- = H2↑+2OH-,X极为阳极,氢氧根离子放电生成氧气,所以X极产生的气体一定有氧气,X极氢氧根离子放电,导致氢离子浓度增大,所以溶液中的碳酸根离子与氢离子反应会生成二氧化碳气体,因此气体中还可能含有二氧化碳。
考点:考查对工业流程的分析判断,洗涤固体的方法,离子检验,实验室仪器的判断,电解原理的应用
科目:高中化学 来源: 题型:单选题
实验室进行NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程:①固定铁圈位置;②放置酒精灯;③放上蒸发皿;④加热搅拌;⑤停止加热、余热蒸干。其正确操作的顺序是( )
A.②①③④⑤ | B.①②③④⑤ | C.②③①④⑤ | D.②③①④⑤ |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如图:回答下列问题:
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠,甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为:____、____ 。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①的滤液是 ,滤渣是____ ;过滤操作②的滤液是 和 ,滤渣是____ 。
(3)工艺过程中③和④的目的是____ 。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是___ 。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0.250 g溶于水,用0.0500 mol·L-1的酸性KMn04溶液滴定,至浅粉红色不消褪,消耗KMn04溶液15.00 mL,反应的离子方程式为____ ;
列式计算该成品的纯度 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下:
(1)写出步骤“还原”中可能发生反应的离子方程式 、 。
(2)回收S过程中温度控制50℃~60℃之间,不宜过高或过低的原因是 、 。
(3)气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质,该物质的化学式为 ;向滤液M中加入(或通入)下列 (填字母)物质,得到另一种可循环利用的物质。
a.铁 b.氯气 c.高锰酸钾 d.盐酸
(4)保温除铁过程中加入CuO的目的是 、 ;
(5)过滤③所得到的滤液,加入硝酸后,经操作X、过滤④得到硝酸铜晶体。
硝酸的作用是 ;
操作X是 、 (填操作名称) 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡:
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s) 2Ca2++2K++Mg2++4+2H2O
为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下:
(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:_________________________________________________。
(3)“除杂”环节中,先加入________溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入________溶液调滤液pH至中性。
(4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如图。由图可得,随着温度升高,
①________________________________________________________,
②________________________________________________________。
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+?CaCO3(s)+
已知298 K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,
Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某科研小组从含有较多Ag+、Fe3+、Al3+的工业废水中,按下图所示方法分离和提取金属单质:
已知:实验室甲、乙、丙、丁四种物质只能从氨水、碳酸铵、氢氧化钠、稀硫酸、葡萄糖五种溶液中选择,也可以用这五种溶液来制备。
对该实验分析正确的是
A.金属A、B、C分别为Ag、Fe、Al
B.g、f都为氧化物,工业上均采用电解g与f获得对应金属单质
C.沉淀b为混合物,主要成分为沉淀d和沉淀e
D.甲是氢氧化钠,丁为稀硫酸
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
碘化钠是制备无机和有机碘化物的原料,在医药上用作祛痰剂和利尿剂等。工业上用铁屑还原法制备NaI,其主要流程如下图:
(1)写出铁屑转化为Fe(OH)3反应的离子方程式: 。
(2)判断碘已完全反应的方法是 。
(3)由滤液得到NaI晶体的操作是 。
(4)测定产品中NaI含量的方法是:
a.称取3.000g样品溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用0.100mol溶液滴定至终点,消耗溶液体积的平均值为19.00mL。
①上述测定过程所需仪器中,需要检查是否漏液的仪器有 ,
其中使用前需进行润洗的仪器是 ;
②上述样品中NaI的质量分数为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某研究性学习小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究:
【实验】将燃烧的钠迅速伸入到盛满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上黏附着白色物质。
【提出假设】
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3。
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
【设计实验方案验证假设】 该小组对燃烧后的白色产物
进行如下探究:
实验方案 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
方案1 | 取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 | 溶液变成红色 | 白色物质为Na2O |
方案2 | ①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 | 出现白色沉淀 | |
| ②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 | 无明显现象 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)请列举海水淡化的两种方法:________、________。
(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、________或H2、________。
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为____________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是_________________________________________________________________。
(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料:Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图:
请你参与分析讨论:
①图中仪器B的名称________。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是____________________________________________________________。
③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件________________________________________________________________________。
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