【题目】实验室用图示装置制备KClO溶液,再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备高效净水剂K2FeO4。
<查阅资料>Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3;
K2FeO4易溶于水,微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。
(1)仪器a的名称:__________;装置C中三颈瓶置于冰水浴中的目的是_____________。
(2)装置B吸收的气体是__________,装置D的作用是___________________________。
(3)C中得到足量KClO后,将三颈瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌1.5 h,溶液变为紫红色(含K2FeO4),该反应的离子方程式为________________________。再加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,其提纯步骤为:
①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中。
②过滤。
③________________________________________________________。(补充完整)
④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次。
⑤在真空干燥箱中干燥。
(5)称取提纯后的K2FeO4样品0.2200 g于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶,用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为:Cr(OH)4-+FeO42- = Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-,2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O,Cr2O72-+6Fe2++14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O,则该K2FeO4样品的纯度为____________。
【答案】分液漏斗防止Cl2与KOH反应生成KClO3HCl吸收Cl2,防止污染空气3ClO-+2Fe3++10OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液90%
【解析】
根据实验装置图可知,A装置中用二氧化锰与浓盐酸加热制得氯气,氯气中有挥发出的来的氯化氢,所以B装置中饱和食盐水是除去氯气中的氯化氢,装置C中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钾,为防止在较高温度下生成KClO3,C装置中用冰水浴,反应的尾气氯气用D装置中氢氧化钠吸收,(1)根据装置图可知仪器名称;Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3,据此判断冰水浴的原因;(2)氯气中有氯化氢需要除去,氯气有毒,需要进行尾气吸收;(3)足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,发生氧化还原反应生成K2FeO4、KCl和水等,据此书写该反应的离子方程式;(4)K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液,所以提纯K2FeO4粗产品时可以①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中,②过滤,③将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次,⑤在真空干燥箱中干燥,据此答题;(5)根据反应Cr(OH)4-+FeO42-═Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,可得关系式2FeO42-~Cr2O72-~6Fe2+,利用(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量可计算得高铁酸钾的质量,进而确定K2FeO4样品的纯度。
(1)根据装置图可知仪器a的名称是分液漏斗,Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3,所以冰水浴的目的是防止Cl2与KOH反应生成KClO3;
(2)氯气中有氯化氢需要除去,氯气有毒,需要进行尾气吸收,所以装置B吸收的气体是HCl,装置D的作用是吸收Cl2,防止污染空气;
(3)足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,发生氧化还原反应生成K2FeO4、KCl和水等,反应的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液,所以提纯K2FeO4粗产品时可以①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中,②过滤,③将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次,⑤在真空干燥箱中干燥;
(5)根据反应Cr(OH)4-+FeO42-═Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,可得关系式2FeO42-~Cr2O72-~6Fe2+,根据题意可知,(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为0.03L×0.01000 mol/L=0.0003mol,所以高铁酸钾的质量为0.0003mol×× =0.198g,所以K2FeO4样品的纯度为×100%=90.0%。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】阿斯匹林的制备装置和反应原理如下:
已知乙酸酐(CH3C0)2O在水中会发生水解反应生成乙酸。
实验步骤:
①开启水浴恒温槽的电源,使水浴温度控制在85℃-90℃。
②在三口瓶中加入5g水杨酸,14ml(15g)乙酸酐(CH3C0)2O,1.8ml浓硫酸。
③在水浴中,搅拌反应15min,冷却至室温,在瓶中加入70ml水,继续搅拌5min,再放在冷水浴中静置5—10min,加入冰块,在冰水浴中静置10—20min,冷却结晶,抽滤,用少量冰水洗涤2次。
④将晶体放在250ml烧杯中,并加入70ml饱和碳酸氢钠溶液,搅拌到无二氧化碳放出为止。抽滤除去聚合物固体。
⑤将滤液放在250ml烧杯中,边搅拌边慢慢滴入18%盐酸,直至PH值为1.5。烧杯放入冰水浴中冷却,直至结晶完全。真空抽滤,用少量冰水洗涤二次,得粗产品。
⑥粗产品放入150ml烧杯中,加入20ml无水乙醇,搅拌,缓慢加热,直至晶体溶解,再加入40ml水,在室温中静置,再放入冰水浴中冷却,直至结晶完全。真空抽滤,用少量无水乙醇-水(1:2,v/v)溶液洗涤,烘干,得产品。称量,计算产率。
回答以下问题:
(1)仪器a的名称为_________________
(2)反应容器干燥无水的原因是__________________________________。加入浓硫酸的目的是______________________________________。水浴加热的目的是__________________________
(3)本实验含有两个六元环和一个八元环的副产物的结构简式为__________________。
(4)加入70ml饱和碳酸氢钠溶液的目的是__________________________________。把碳酸氢钠换为氢氧化钠将使产品因________________________而损失。
(5)将滤液边搅拌边慢慢滴入18%盐酸利用了______________________________的原理。
(6)水杨酸可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去,检验水杨酸除尽的方法是____________________________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】由碳、氢、氧3种元素组成的有机物A,相对分子质量为152,其分子中C、H原子个数比为1∶1,氧元素的质量分数为31.58%。A遇FeCl3溶液显紫色,A能与NaHCO3溶液反应,其苯环上的一氯取代物有两种,请回答下列问题:
(1)A的分子式是_______________________________。
(2)A的结构简式为________________________________________。
(3)A可以发生如图所示转化关系,D的分子式为C10H12O3,A与C反应的化学方程式________。
(4)甲、乙两装置均可用作实验室由C制取B的装置,乙图采用甘油浴加热(甘油沸点290 ℃,熔点18.17 ℃),当甘油温度达到反应温度时,将盛有C和浓硫酸混合液的烧瓶放入甘油中,很快达到反应温度。甲、乙两装置相比较,乙装置有哪些优点________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列物质一定属于同系物的是( )
① ②③ ④C2H4⑤CH2==CH—CH==CH2 ⑥C3H6 ⑦ ⑧
A. ⑦⑧ B. ⑤⑦ C. ①②③ D. ④⑥⑧
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】为了探究FeSO4和Cu(NO3)2的混合物中各组分的含量,现设计如下流程:
通过计算得出:
(1)原混合物中FeSO4的质量分数约为_______。
(2)通入的 n(Cl2) =________ mol。
(3)生成的H2在标准状况下的体积是________mL。
(4)固体X质量是________g。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】Ⅰ.形式一:(由粒子数推断)A+、B+、C-、D、E5种粒子(分子或离子),它们分别含10个电子,已知它们有如下转化关系:①A++ C-→D+E;②B++C-→2D。据此,回答下列问题:写出A+、B+的化学式:____________、____________。
Ⅱ. 形式二:(由元素原子结构推断)A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,它们都是同周期的元素。已知:A、C、F三种原子最外层共有11个电子,且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应,均生成盐和水;D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4;E元素原子次外层电子数比最外层电子数多2。
(1)写出下列元素的符号:A________,B________,E________。
(2)F在元素周期表中的位置为___________________________________。
(3)写出C的单质和A的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式_______。
(4)元素的非金属性为(原子的得电子能力):E________F(填“强于”或“弱于”),请以E、F为例列举元素非金属性强弱的比较方法_________________、___________________(至少2条)。
(学法题)通过Ⅱ的解题你认为推断出本题各元素的关键环节为___________。
III.形式三:(由元素位置推断)下表为元素周期表的一部分:
族 周期 | ||||||||
1 | ① | |||||||
2 | ② | |||||||
3 | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
请参照元素①-⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)请画出元素⑦的离子结构示意图________________。
(2)写出元素⑤在周期表中的位置______________。
(3)②、③、⑥的离子半径由大到小的顺序为_________________________。
(4)⑤、⑥、⑦的最高价氧化物对应水化物酸性由强到弱的顺序是______。
(5)①、②、③三种元素形成化合物与④的最高价氧化物反应的离子方程式为_________。
(6)请你预测:如果发现了原子序数为116号元素,它在周期表中的位置是第________周期_______族,它属于_____元素(填“金属”或“非金属”)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某Fe 2(SO4) 3样品含有少量FeSO4杂质,为了测定该样品中铁元素的含量,设计如下实验:
Ⅰ.称取样品m g,加入稀H2SO4,后加水配制成250.00 mL溶液;
Ⅱ.取25.00 mL溶液,先加入H2O2,然后再加过量的氨水,过滤;
Ⅲ.将沉淀用蒸馏水洗涤数次后,烘干;
Ⅳ.灼烧至质量不再减少为止,得到红棕色固体,冷却后称量,质量为n g。
请根据上面操作流程,回答以下问题:
①步骤Ⅰ中称量使用的仪器是________________,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管,还要补充的玻璃仪器是____________________。
②步骤Ⅱ中过滤用的仪器有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯,还要补充的玻璃仪器是________;加入H2O2的主要目的是_______________________________。
③若要检验溶液中的Fe3+,则应该加入________________试剂。
④步骤Ⅲ中检验该沉淀已经洗涤干净的操作是________________。
⑤计算该样品中铁元素的质量分数的表达式是________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】用下图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是
选项 | ①中物质 | ②中物质 | 预测②中的现象 |
A. | 稀盐酸 | 碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液 | 立即产生气泡 |
B. | 浓硝酸 | 用砂纸打磨过的铝条 | 产生红棕色气体 |
C. | 氯化铝溶液 | 浓氢氧化钠溶液 | 产生大量白色沉淀 |
D. | 草酸溶液 | 高锰酸钾酸性溶液 | 溶液逐渐褪色 |
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