中国“奋斗者”号深潜器研制及海试的成功,标志着我国在钛合金材料制备方面实现了重大突破。工业上用钛矿石(主要成分:等)为原料制取钛并得到副产物绿矾(),工艺流程如下:已知:①
②易水解,只能存在于强酸性溶液中
请回答以下问题:
(1)钛矿石在加入浓硫酸酸溶前要先粉碎,其目的是_______ 。
(2)加入适量铁粉的目的是_______ 。操作1名称为_______ 。
(3)固体2的主要成分是_______ 。
(4)在高温下,和焦炭的混合物中通入得到和一种可燃性气体,请写出反应的化学方程式_______ 。
(5)用过量的钠在高温条件下与反应可制得钛,写出此反应的化学方程式_______ 。该反应必须在高温下进行,你认为还应该控制的反应条件是_______ 。
②易水解,只能存在于强酸性溶液中
请回答以下问题:
(1)钛矿石在加入浓硫酸酸溶前要先粉碎,其目的是
(2)加入适量铁粉的目的是
(3)固体2的主要成分是
(4)在高温下,和焦炭的混合物中通入得到和一种可燃性气体,请写出反应的化学方程式
(5)用过量的钠在高温条件下与反应可制得钛,写出此反应的化学方程式
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更新时间:2022-07-20 18:40:33
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解答题-实验探究题
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(0.65)
名校
【推荐1】碘化钾()是实验室常用的化学试剂,用途广泛。一种利用含碘废液(碘的主要存在形式为和)制备碘化钾的实验步骤如下:
步骤Ⅰ:取含碘废液,调节溶液为2~4,加入一定量,溶解,加热至30℃,加入稍过量粉末,搅拌,充分反应后,过滤得沉淀;
步骤Ⅱ:在500mL圆底烧瓶中加入上述制备的沉淀,铁粉(过量),300mL蒸馏水,搅拌,沸水浴加热1小时,冷却,抽滤。将滤液倒入500mL烧杯中,加入约溶液,搅拌,煮沸,静置,过滤,得滤液A;
步骤Ⅲ:用氢碘酸调滤液A的,将滤液倒入_______(填仪器名称)中加热至_______(填现象),冷却,干燥,得到晶体。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,与转化为的反应为①,②,则反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______ 。
(2)步骤Ⅱ中铁粉转化为,该反应的化学方程式为_______ 。
(3)步骤Ⅲ中,仪器的名称是_______ ,现象是_______ 。
(4)产品中含量的测定
称取样品,配成250mL溶液,取50.00mL溶液于锥形瓶中,加入5mL 5%乙酸溶液及3滴曙红钠盐作指示剂,用的标准溶液避光滴定至沉淀呈红色(终点),平行滴定三次,消耗标准溶液分别为22.98mL、23.02mL、21.04mL。
①用标准溶液滴定时要避光的原因是_______ ,在滴定时溶液应盛放在_______ (“酸式”或“碱式”)滴定管。
②样品中的质量分数为_______ 。
步骤Ⅰ:取含碘废液,调节溶液为2~4,加入一定量,溶解,加热至30℃,加入稍过量粉末,搅拌,充分反应后,过滤得沉淀;
步骤Ⅱ:在500mL圆底烧瓶中加入上述制备的沉淀,铁粉(过量),300mL蒸馏水,搅拌,沸水浴加热1小时,冷却,抽滤。将滤液倒入500mL烧杯中,加入约溶液,搅拌,煮沸,静置,过滤,得滤液A;
步骤Ⅲ:用氢碘酸调滤液A的,将滤液倒入_______(填仪器名称)中加热至_______(填现象),冷却,干燥,得到晶体。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,与转化为的反应为①,②,则反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
(2)步骤Ⅱ中铁粉转化为,该反应的化学方程式为
(3)步骤Ⅲ中,仪器的名称是
(4)产品中含量的测定
称取样品,配成250mL溶液,取50.00mL溶液于锥形瓶中,加入5mL 5%乙酸溶液及3滴曙红钠盐作指示剂,用的标准溶液避光滴定至沉淀呈红色(终点),平行滴定三次,消耗标准溶液分别为22.98mL、23.02mL、21.04mL。
①用标准溶液滴定时要避光的原因是
②样品中的质量分数为
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】高锰酸钾生产过程中会产生较多的废锰渣,工业上将废锰渣再利用,以它为原料来制备硫酸锰。回答下列问题:
已知:废锰渣主要成分为、、、、MgO。
(1)基态锰原子的核外电子排布式为_______ 。
(2)“酸处理”时,为提高浸取率可采取的措施为_______ (填一条)。“滤渣①”的主要成分为_______ (填化学式)。
(3)“浸取”过程中主要发生的化学方程式为_______ 。“浸取”时,随着反应的进行,反应物的浓度减小,化学反应速率应该减慢,但实际上浸取时化学反应速率加快,原因是_______ 。
(4)“中和”时,碳酸钙的作用是_______ 。
(5)“系列操作”包括_______ 。
(6)工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰,该过程中阳极的电极反应式为_______ 。
(7)某工厂用10t该废锰渣(含34.8%)制备,若整个流程中Mn的损耗率为25%,最终可以制得的质量为_______ t。
已知:废锰渣主要成分为、、、、MgO。
(1)基态锰原子的核外电子排布式为
(2)“酸处理”时,为提高浸取率可采取的措施为
(3)“浸取”过程中主要发生的化学方程式为
(4)“中和”时,碳酸钙的作用是
(5)“系列操作”包括
(6)工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰,该过程中阳极的电极反应式为
(7)某工厂用10t该废锰渣(含34.8%)制备,若整个流程中Mn的损耗率为25%,最终可以制得的质量为
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】为一种不溶于水的黄色固体,在染料工业中有重要的作用。某工厂以:废料(含少量、等)为原料制备,流程如图所示:
(1)为提高“酸浸”的速率,可采取的措施___________ (任填一种)。
(2)“废渣”的主要成分为___________ (填化学式)。
(3)“酸浸”不宜将稀换成稀的原因是___________ 。
(4)“试剂X”宜选择的是___________ (选填序号)。
A.双氧水 B.铁粉 C.氯水
(5)向“滤液2”中加入乙醇即可析出晶体,乙醇的作用是___________ 。从“滤液2”中获得晶体的另一种方法是:蒸发浓缩、___________ 、过滤、洗涤。
(6)由转化为的离子方程式是___________ 。
(7)“滤液4”中,溶质的主要成分为___________ (填化学式)。
回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”的速率,可采取的措施
(2)“废渣”的主要成分为
(3)“酸浸”不宜将稀换成稀的原因是
(4)“试剂X”宜选择的是
A.双氧水 B.铁粉 C.氯水
(5)向“滤液2”中加入乙醇即可析出晶体,乙醇的作用是
(6)由转化为的离子方程式是
(7)“滤液4”中,溶质的主要成分为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】某实验小组利用酸性KMnO4与H2C2O4反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。回答下列问题:
(1)上表中V=___________ ,若②③组为对比实验,则T___________ 25℃(填“>”、“<”或“=”)。
(2)上述反应的离子方程式为___________ 。
(3)t1___________ t2(填“>”、“<”、“=”),若t3=50秒,则该条件下的反应速率v(KMnO4)=___________ mol·L-1·s-1。
(4)有同学做实验时发现,反应开始时溶液褪色慢,但反应一段时间后溶液褪色明显加快。该同学猜测是催化剂加快了化学反应速率,要证实猜测,除选择硫酸酸化的高锰酸钾溶液、草酸溶液外,还需要选择以下试剂中的___________ 。(填字母序号)
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.硫酸 D.氯化锰 E.蒸馏水
编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | H2O/mL | 温度/℃ | KMnO4溶液褪色时间(s) | ||
浓度/mol·L-1 | 体积/mL | 浓度/mol·L-1 | 体积/mL | ||||
① | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | V | 25 | t1 |
② | 0.20 | 4.0 | 0.010 | 4.0 | 0 | 25 | t2 |
③ | 0.20 | 4.0 | 0.010 | 4.0 | 0 | T | t3 |
(2)上述反应的离子方程式为
(3)t1
(4)有同学做实验时发现,反应开始时溶液褪色慢,但反应一段时间后溶液褪色明显加快。该同学猜测是催化剂加快了化学反应速率,要证实猜测,除选择硫酸酸化的高锰酸钾溶液、草酸溶液外,还需要选择以下试剂中的
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.硫酸 D.氯化锰 E.蒸馏水
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐2】汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
(1)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:(提示:O2-可在此固体电解质中自由移动)
①NiO电极上发生的是_______ 反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子是从_______ 电极流出(填“NiO”或“Pt”)。
③Pt电极上的电极反应式为_______ 。
(2)一种新型催化剂用于NO和CO的反应:2NO+2CO2CO2+N2.已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
①请将表中数据补充完整:a _______ 。
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验_______ (填实验序号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线_______ (填“甲”或“乙”)。
(1)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:(提示:O2-可在此固体电解质中自由移动)
①NiO电极上发生的是
②外电路中,电子是从
③Pt电极上的电极反应式为
(2)一种新型催化剂用于NO和CO的反应:2NO+2CO2CO2+N2.已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
实验编号 | t(℃) | NO初始浓度(mol/L) | CO初始浓度(mol/L) | 催化剂的比表面积(m2/g) |
Ⅰ | 280 | 1.2×10﹣3 | 5.80×10﹣3 | 82 |
Ⅱ | 280 | 1.2×10﹣3 | b | 124 |
Ⅲ | 350 | a | 5.80×10﹣3 | 82 |
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】催化还原是解决温室效应及能源问题的重要手段之一、研究表明,在催化剂存在下,和可发生两个平行反应,分别生成和。反应的热化学方程式如下:
I
Ⅱ
某实验室控制和初始投料比为1∶2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
【备注】纳米棒;纳米片;
甲醇选择性:转化的中生成甲醇的百分比。
已知:①和的燃烧热分别为和
②
回答下列问题(不考虑温度对的影响):
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式___________ ;反应Ⅱ的______ 。
(2)有利于提高转化为平衡转化率的措施有______ 。
A.使用催化剂 B.使用催化剂 C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度 E.增大和的初始投料比
(3)对比实验a和c可发现:相同催化剂下,温度升高,转化率升高,而甲醇的选择性却降低,请解释甲醇选择性降低的可能原因______ 。对比实验a和b可发现:相同温度下,采用纳米片使转化率降低,而甲醇的选择性却提高,请解释甲醇的选择性提高的可能原因______ 。
(4)在下图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有和由三种情况下“反应过程-能量”示意图___ 。
(5)研究证实,也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在___________ 极,该电极反应式是___________ 。
I
Ⅱ
某实验室控制和初始投料比为1∶2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
实验编号 | 温度(K) | 催化剂 | 转化率() | 甲醇选择性() |
a | 543 | 12.3 | 42.3 | |
b | 543 | 10.9 | 72.7 | |
c | 553 | 15.3 | 39.1 | |
d | 553 | 12.0 | 71.6 |
甲醇选择性:转化的中生成甲醇的百分比。
已知:①和的燃烧热分别为和
②
回答下列问题(不考虑温度对的影响):
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式
(2)有利于提高转化为平衡转化率的措施有
A.使用催化剂 B.使用催化剂 C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度 E.增大和的初始投料比
(3)对比实验a和c可发现:相同催化剂下,温度升高,转化率升高,而甲醇的选择性却降低,请解释甲醇选择性降低的可能原因
(4)在下图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有和由三种情况下“反应过程-能量”示意图
(5)研究证实,也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】NOCl是一种有机合成的重要试剂,可由NO和反应制备。某化学兴趣小组用下图装置制备NOCl,并测定产品的纯度。
已知:NOCl沸点为-6℃,易被氧化,易水解。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_______ ,通入和NO前先通入氩气,作用是_______ 。
(2)实验中将催化剂负载在玻璃棉上,而不是直接平铺在玻璃管中,主要目的是_______ 。
(3)装置C的作用是_______ 。
(4)NOCl遇水剧烈反应生成两种酸,反应方程式为_______ 。
(5)取样品1.310g溶于适量NaOH溶液,加入足量KI和稀硫酸将三价氮还原为NO并通入将其全部赶出,再将溶液稀释成250mL,取25.00mL溶液,以淀粉为指示剂,用标准溶液滴定至终点,三次滴定平均消耗标准溶液16.40mL。
该产品中NOCl的纯度为_______ ()
已知:NOCl沸点为-6℃,易被氧化,易水解。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为
(2)实验中将催化剂负载在玻璃棉上,而不是直接平铺在玻璃管中,主要目的是
(3)装置C的作用是
(4)NOCl遇水剧烈反应生成两种酸,反应方程式为
(5)取样品1.310g溶于适量NaOH溶液,加入足量KI和稀硫酸将三价氮还原为NO并通入将其全部赶出,再将溶液稀释成250mL,取25.00mL溶液,以淀粉为指示剂,用标准溶液滴定至终点,三次滴定平均消耗标准溶液16.40mL。
该产品中NOCl的纯度为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】实验室以废铁屑[主要成分、铁锈(主要成份)]为原料制备的流程可表示如下:试回答下列问题:
(1)“酸溶”过程中发生主要反应的离子方程式有:;______________ ;______________ 。
(2)“酸溶”需控制温度在左右,最佳的加热方式是______________ 。
(3)“氧化”过程可在如图所示装置中进行。①A装置中盛放浓盐酸的仪器的名称______________ 。装置中反应的作用是______________ 。
②装置中发生的反应为,请用双线桥法分析该反应,标注电子转移方向和数目:______________ 。
③B装置中氧化反应完成的现象为:______________ 。
④为使能充分发生反应,除在中使用多孔球泡和搅拌外,实验中可采取的措施是______________ 。
(1)“酸溶”过程中发生主要反应的离子方程式有:;
(2)“酸溶”需控制温度在左右,最佳的加热方式是
(3)“氧化”过程可在如图所示装置中进行。①A装置中盛放浓盐酸的仪器的名称
②装置中发生的反应为,请用双线桥法分析该反应,标注电子转移方向和数目:
③B装置中氧化反应完成的现象为:
④为使能充分发生反应,除在中使用多孔球泡和搅拌外,实验中可采取的措施是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如图装置制备氢化钙。
请回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为______ (填仪器接口的字母编号)。
(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞;_______ (请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。
A.加热反应一段时间
B.收集气体并检验其纯度
C.关闭分液漏斗活塞
D.停止加热,充分冷却
(3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色。该同学据此判断,上述实验确有CaH2生成。
①写出CaH2与水反应的化学方程式______ ;
②该同学的判断不准确,原因是________ 。
(4)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是________ 。
请回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为
(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞;
A.加热反应一段时间
B.收集气体并检验其纯度
C.关闭分液漏斗活塞
D.停止加热,充分冷却
(3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色。该同学据此判断,上述实验确有CaH2生成。
①写出CaH2与水反应的化学方程式
②该同学的判断不准确,原因是
(4)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
【推荐1】工业上可用钒炉渣(主要含有,还含有少量、等杂质)制取,其流程如下:
已知价钒在溶液中的主要存在形式与溶液的pH的关系如表所示:
(1)焙烧前,将钒炉渣粉碎的目的为_______ 。
(2)加入焙烧可将转化为可溶性的,该转化反应中生成的还有另一种固体产物,其为_______ ,该固体产物常用作_______ 。
(3)用溶液除硅、磷时,滤渣的主要成分为、。若滤液中,则_______ 。{已知:,}
(4)沉钒工序中用调节溶液的,当时,的产量明显降低,原因为_______ 。
(5)沉钒后的操作是_______ 、干燥。写出获得的化学方程式:_______ 。
已知价钒在溶液中的主要存在形式与溶液的pH的关系如表所示:
pH | 4~6 | 6~8 | 8~10 | 10~12 |
主要存在形式 |
(2)加入焙烧可将转化为可溶性的,该转化反应中生成的还有另一种固体产物,其为
(3)用溶液除硅、磷时,滤渣的主要成分为、。若滤液中,则
(4)沉钒工序中用调节溶液的,当时,的产量明显降低,原因为
(5)沉钒后的操作是
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】残渣油中含有大量的有机物,还含有少量金属元素Mo、V、Ni、Fe的硫化物,其中Mo、V的含量最高,回收价值最大。但因油的粘度较大,增大了回收的难度,工业生产中从残渣油里回收V、Mo的工艺流程如图所示。
已知:①微溶于冷水、乙醉、乙醚,能溶于热水:
②“除杂”步骤后的、以利离子的形式存在;
③钒在不同、不同浓度下的存在形态如图,其中可简写成。
回答下列问题:
(1)已知和是同族相邻元素,写出Mo的外围电子轨道表示式___________ 。
(2)脱油残渣空气焙烧的目的是___________ 。
(3)“焙烧1”时生成的气体成分是___________ 。
(4)用碳酸钠溶液除杂,调节值范围为___________ 。
(5)“沉钒”时,发现随着温度升高,沉钒率反而下降,推测可能的原因是___________ 。
(6)在“焙烧2”制备的操作中,若采取真空干燥焙烧,副产物经处理后可投入使用的流程步骤是___________ ;若在空气中焙烧,可生成一种无毒气体,该反应的化学方程式为___________ 。
已知:①微溶于冷水、乙醉、乙醚,能溶于热水:
②“除杂”步骤后的、以利离子的形式存在;
③钒在不同、不同浓度下的存在形态如图,其中可简写成。
回答下列问题:
(1)已知和是同族相邻元素,写出Mo的外围电子轨道表示式
(2)脱油残渣空气焙烧的目的是
(3)“焙烧1”时生成的气体成分是
(4)用碳酸钠溶液除杂,调节值范围为
(5)“沉钒”时,发现随着温度升高,沉钒率反而下降,推测可能的原因是
(6)在“焙烧2”制备的操作中,若采取真空干燥焙烧,副产物经处理后可投入使用的流程步骤是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体难溶于水,是制备热敏材料的原料,其化学式为。实验室以为原料合成该晶体的流程如图:
已知:+4价钒的化合物易被氧化
回答下列问题:
(1)的电子式为_______ ,与的盐酸和微沸数分钟得到溶液和一种无色、无味、无污染的气体,该反应的方程式_______ 。
(2)以和为原料制备氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体的装置如图所示。
制备过程中,上述装置依次连接的合理顺序为e→_______ (按气流方向,用小写字母表示)。连接好装置,检查气密性良好后,加入试剂,开始实验,装置B中澄清石灰水的作用是_______ 。
(3)在装置D中生成紫红色氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体,抽滤后,用饱和溶液洗涤3次。检验沉淀是否洗涤干净的操作是_______ 。
(4)测定粗产品中钒的含量。实验步骤如下:称量ag产品于锥形瓶中,用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后,加入溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的溶液至稍过量除去过量的,再用尿素除去过量,最后用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为bmL。
(已知:)
①粗产品中钒的质量分数表达式为_______ (以计)。
②若实验测得钒的质量分数偏大,则可能的原因是_______ 。
A.标准溶液被氧化
B.滴定前仰视读数,滴定终点时俯视读数
C.滴定前,滴定管内无气泡,滴定结束后尖嘴有气泡
D.盛标准溶液的滴定管,用之前没有润洗
已知:+4价钒的化合物易被氧化
回答下列问题:
(1)的电子式为
(2)以和为原料制备氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体的装置如图所示。
制备过程中,上述装置依次连接的合理顺序为e→
(3)在装置D中生成紫红色氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体,抽滤后,用饱和溶液洗涤3次。检验沉淀是否洗涤干净的操作是
(4)测定粗产品中钒的含量。实验步骤如下:称量ag产品于锥形瓶中,用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后,加入溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的溶液至稍过量除去过量的,再用尿素除去过量,最后用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为bmL。
(已知:)
①粗产品中钒的质量分数表达式为
②若实验测得钒的质量分数偏大,则可能的原因是
A.标准溶液被氧化
B.滴定前仰视读数,滴定终点时俯视读数
C.滴定前,滴定管内无气泡,滴定结束后尖嘴有气泡
D.盛标准溶液的滴定管,用之前没有润洗
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