硫酸锰是一种重要的化工原料,在农业、电化学和建筑等领域均有广泛应用。工业上由软锰矿(主要成分为MnO2,含Fe、Al、Si等氧化物杂质)和闪锌矿(主要为成分为ZnS,含有Fe、Mn等硫化物杂质)为原料制备MnSO4,其工艺如下图所示:已知:①常温下Ksp(ZnS)=3.0×10-25,Ksp(MnS)=4.5×10-14.
②该工艺条件下,溶液中金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”后过滤洗涤滤渣1,通常要将洗涤液与滤液合并,其目的是___________ 。从“滤渣1”中可获得一种淡黄色非金属单质的副产品,其化学式为___________ 。
(2)“沉锌”时转化反应的平衡常数K=___________ ,用沉淀溶解平衡原理解释选择MnS“沉锌”的原因___________ 。
(3)若将“沉锌”与“氧化”两步操作交换,导致的结果为___________ 。
(4)利用MnCO3将溶液的pH应调节在________ 之间,”滤渣2”的成分为_________ 。
(5)工业上用电解MnSO4溶液制备Mn和MnO2,同时得到副产品,工作原理如下图所示,该电解池中的离子交换膜为___________ (填“阳”或“阴”)离子交换膜,石墨电极发生的电极反应式为___________ 。
②该工艺条件下,溶液中金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.5 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.3 |
(1)“酸浸”后过滤洗涤滤渣1,通常要将洗涤液与滤液合并,其目的是
(2)“沉锌”时转化反应的平衡常数K=
(3)若将“沉锌”与“氧化”两步操作交换,导致的结果为
(4)利用MnCO3将溶液的pH应调节在
(5)工业上用电解MnSO4溶液制备Mn和MnO2,同时得到副产品,工作原理如下图所示,该电解池中的离子交换膜为
更新时间:2023-04-24 12:36:22
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】碳酸钴可用于伪装涂料的颜料、微量肥料,不溶于水、醇;硫酸镍主要用于电镀、镍电池、催化剂等。利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为Co、Ni,还含有少量Fe、Al等)生产碳酸钴、硫酸镍晶体的工艺流程如图所示:
已知:部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
回答下列问题:
(1)写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式为_______ 。
(2)滤渣的主要成分是_______ (填化学式);的范围为_______ 。
(3)在实验室中进行萃取的主要操作过程为加入萃取剂,_______ (填具体操作)。
(4)“沉钴”时发生反应的离子方程式为_______ 。
(5)当溶液中的金属阳离子浓度小于等于时金属阳离子沉淀完全,对应温度(常温)下_______ 。
(6)操作I具体是指_______ 、洗涤、干燥。
已知:部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
沉淀物 | |||||
开始沉淀pH | 2.2 | 7.4 | 6.8 | 4.0 | 7.0 |
完全沉淀pH | 3.2 | 8.9 | 8.4 | 5.2 | 9.1 |
(1)写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式为
(2)滤渣的主要成分是
(3)在实验室中进行萃取的主要操作过程为加入萃取剂,
(4)“沉钴”时发生反应的离子方程式为
(5)当溶液中的金属阳离子浓度小于等于时金属阳离子沉淀完全,对应温度(常温)下
(6)操作I具体是指
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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【推荐2】硒(Se)和铜(Cu)在生产生活中有广泛的应用。氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如图所示:
请回答下列问题:
(1)步骤①中主要成分发生的离子反应方程式是:___ 。
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式:___ 。
(3)步骤⑤包括用pH=2的溶液酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是___ (写酸的名称)。
(4)上述工艺中,步骤⑥和⑦的作用是___ 。
(5)Se为ⅥA族元素,用乙二胺四乙酸铜阴离子水溶液和硒代硫酸钠(Na2SeSO3)溶液反应可获得纳米硒化铜,硒代硫酸钠还可用于Se的精制,写出硒代硫酸钠(Na2SeSO3)与H2SO4溶液反应得到精硒的化学方程式:___ 。
(6)氯化亚铜产率与温度、溶液pH关系如图所示。据图分析,流程化生产氯化亚铜的过程中,温度过低影响CuCl产率的原因是___ ;温度过高、pH过大也会影响CuCl产率的原因是___ 。
(7)用NaHS作污水处理的沉淀剂,可以处理工业废水中的Cu2+。已知:25℃时,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15,CuS的溶度积为Ksp(CuS)=6.3×10-36。反应Cu2+(aq)+HS-(aq)CuS(s)+H+(aq)的平衡常数K=___ (结果保留1位小数)。
请回答下列问题:
(1)步骤①中主要成分发生的离子反应方程式是:
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式:
(3)步骤⑤包括用pH=2的溶液酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是
(4)上述工艺中,步骤⑥和⑦的作用是
(5)Se为ⅥA族元素,用乙二胺四乙酸铜阴离子水溶液和硒代硫酸钠(Na2SeSO3)溶液反应可获得纳米硒化铜,硒代硫酸钠还可用于Se的精制,写出硒代硫酸钠(Na2SeSO3)与H2SO4溶液反应得到精硒的化学方程式:
(6)氯化亚铜产率与温度、溶液pH关系如图所示。据图分析,流程化生产氯化亚铜的过程中,温度过低影响CuCl产率的原因是
(7)用NaHS作污水处理的沉淀剂,可以处理工业废水中的Cu2+。已知:25℃时,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15,CuS的溶度积为Ksp(CuS)=6.3×10-36。反应Cu2+(aq)+HS-(aq)CuS(s)+H+(aq)的平衡常数K=
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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【推荐3】工业上常用水钴矿(主要成分为Co2O3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物,其制备工艺流程如下(已知Na2SO3能还原Fe3+和Co3+):
回答下列问题:
(1)在加入盐酸进行“酸浸”时,能提高“酸浸”速率的方法有______________ (任写2种)。
(2)“酸浸”后加入Na2SO3钴的存在形式为Co2+,产生Co2+反应的离子方程式为________
(3)溶液a中加入NaClO的作用是___________________________________
(4)沉淀a的成分是__________ (写化学式),操作2的名称是_______________
(5)溶液d中的金属离子只有Co2+和Na+两种,则溶液c中加入NaF溶液的作用是________
(6)在空气中缎烧CoC2O4生成钴的某种氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为12.05g,CO2的体积为6.72L(标准状况),则此反应的化学方程式为____________________________
回答下列问题:
(1)在加入盐酸进行“酸浸”时,能提高“酸浸”速率的方法有
(2)“酸浸”后加入Na2SO3钴的存在形式为Co2+,产生Co2+反应的离子方程式为
(3)溶液a中加入NaClO的作用是
(4)沉淀a的成分是
(5)溶液d中的金属离子只有Co2+和Na+两种,则溶液c中加入NaF溶液的作用是
(6)在空气中缎烧CoC2O4生成钴的某种氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为12.05g,CO2的体积为6.72L(标准状况),则此反应的化学方程式为
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【推荐1】氮的化合物既是重要的工业原料,也是主要的大气污染来源,研究氮的化合物的反应具有重要意义。
(Ⅰ)消除氮氧化物有多种方法。
(1)NH3催化还原法:原理如图所示
①若烟气中 c(NO2):c(NO)=1∶1,发生如图甲所示的脱氮反应时,反应过程中转移1.5mol电子时放出的热量为 113.8 kJ,则发生该脱氮反应的热化学方程式为___________ 。
②图乙是在一定时间内,使用不同催化剂 Mn 和 Cr 在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业使用的最佳催化剂和相应温度分别为_________ ;使用 Mn 作催化剂时,脱氮率 b~a 段呈现如图变化的可能原因是__________ 。
(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如右下图所示。阳极的电极反应式为__________ 。
(Ⅱ)氨是重要的化工原料,工业合成氨有重要现实意义。
(1)在773K时,分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3,气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列能说明反应达到平衡状态的是____ (选填字母)。
a.v正(N2)=3v逆(H2) b.体系压强不变
c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变
②在此温度下,若起始充入4.00mol N2和12.00mol H2,则反应刚达到平衡时,表示 c(H2)~t的曲线上相应的点为___ (选填字母)。
(2)在373 K时,向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2,发生如下反应:2NO2(g)⇌N2O4(g) ∆H=-56.9kJ‧mol-1,测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
①计算0~20min时,v(N2O4)=____________ 。
②已知该反应v正(NO2)=k1‧c2(NO2),v逆(N2O4)=k2‧c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,=_________ ;改变温度至T1时,k1=k2,则T1_______ 373K(填“>”“<”或“=”)。
(Ⅰ)消除氮氧化物有多种方法。
(1)NH3催化还原法:原理如图所示
①若烟气中 c(NO2):c(NO)=1∶1,发生如图甲所示的脱氮反应时,反应过程中转移1.5mol电子时放出的热量为 113.8 kJ,则发生该脱氮反应的热化学方程式为
②图乙是在一定时间内,使用不同催化剂 Mn 和 Cr 在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业使用的最佳催化剂和相应温度分别为
(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如右下图所示。阳极的电极反应式为
(Ⅱ)氨是重要的化工原料,工业合成氨有重要现实意义。
(1)在773K时,分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3,气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列能说明反应达到平衡状态的是
a.v正(N2)=3v逆(H2) b.体系压强不变
c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变
②在此温度下,若起始充入4.00mol N2和12.00mol H2,则反应刚达到平衡时,表示 c(H2)~t的曲线上相应的点为
(2)在373 K时,向体积为2L的恒容真空容器中充入0.40mol NO2,发生如下反应:2NO2(g)⇌N2O4(g) ∆H=-56.9kJ‧mol-1,测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
φ(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.40 | 0.40 |
①计算0~20min时,v(N2O4)=
②已知该反应v正(NO2)=k1‧c2(NO2),v逆(N2O4)=k2‧c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,=
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐2】NOx、SO2是大气的主要污染物。研究消除NOx、SO2的方法和机理一直是环境专家不断追求的目标。
I.南京大学某教授研究团队以CO同时还原NOx和SO2过程为研究对象,发现在一定温度下,平衡体系中发生的反应为:
①
②
在该温度下,总压为4MPa条件下,以n(CO):n(SO2):n(NO2)=2:1:1通入,t1s后达到平衡,CO2的分压为aMPa,N2的分压为bMPa。
(1)当t1s达平衡时,以CO表示的反应速率为______________________ MPa/s。
(2)反应①在该温度下的Kp=_________________ (MPa)-1。(列出计算式即可,无需化简)
Ⅱ.东南大学化工团队在酸性的条件下,以电化学原理消除NOx、SO2,同时又变废为宝。
(3)写出NOx转化的电极反应方程式:________________ 。
(4)电解生成的硫酸,电离方程式可表示为:,。
①25°C时,Na2SO4溶液的pH________________ (填“>”“<”或“=”)7。
②0.100mol.L-1的稀硫酸中,c(H+)=0.109mol.L-1,求硫酸第二步电离的电离常数:________________ (写出计算过程,结果保留三位有效数字)。
I.南京大学某教授研究团队以CO同时还原NOx和SO2过程为研究对象,发现在一定温度下,平衡体系中发生的反应为:
①
②
在该温度下,总压为4MPa条件下,以n(CO):n(SO2):n(NO2)=2:1:1通入,t1s后达到平衡,CO2的分压为aMPa,N2的分压为bMPa。
(1)当t1s达平衡时,以CO表示的反应速率为
(2)反应①在该温度下的Kp=
Ⅱ.东南大学化工团队在酸性的条件下,以电化学原理消除NOx、SO2,同时又变废为宝。
(3)写出NOx转化的电极反应方程式:
(4)电解生成的硫酸,电离方程式可表示为:,。
①25°C时,Na2SO4溶液的pH
②0.100mol.L-1的稀硫酸中,c(H+)=0.109mol.L-1,求硫酸第二步电离的电离常数:
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【推荐3】如今的综合应用越来越成熟。
(1)可氧化脱氢转化为更有工业价值的。
查阅资料,计算氧化脱氢反应的反应热
i.查阅______ 的燃烧热数据(填化学式)
ii.查阅水的汽化热:
利用上述数据,得如下热化学方程式:
(2)催化加氢制,能助力“碳达峰”,发生的主要反应有:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
①反应Ⅱ自发进行的条件是______ (填“高温”“低温”或“任意温度”)。
②反应Ⅲ在热力学上趋势大于反应Ⅰ,其原因是______ 。
(3)在5MPa下,和按物质的量之比1:4进行投料,只发生上述(2)的反应Ⅰ和反应Ⅲ,平衡时和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化如图所示。
①图中代表的物质是______ 。
②曲线在250℃之后随温度升高而增大的原因是____________ 。
③250°C时,反应Ⅰ的平衡常数=______ 。
(4)已知25℃时,大气中的溶于水存在以下过程:
①
②
过程①的平衡常数,其中表示溶液中的浓度,表示大气中的分压(单位:kPa)。其他条件不变时,温度升高,______ (填“增大”或“减小”);当大气压强为,溶液中的时(忽略和水的电离),大气中的体积分数为______ %(用含,、、的字母表示)。
(5)科学家利用电化学装置实现两种分子和的耦合转化,其原理如图所示:当消耗和的物质的量之比为10:9时,对应的阳极的电极反应式为:______ 。
(1)可氧化脱氢转化为更有工业价值的。
查阅资料,计算氧化脱氢反应的反应热
i.查阅
ii.查阅水的汽化热:
利用上述数据,得如下热化学方程式:
(2)催化加氢制,能助力“碳达峰”,发生的主要反应有:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
①反应Ⅱ自发进行的条件是
②反应Ⅲ在热力学上趋势大于反应Ⅰ,其原因是
(3)在5MPa下,和按物质的量之比1:4进行投料,只发生上述(2)的反应Ⅰ和反应Ⅲ,平衡时和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化如图所示。
①图中代表的物质是
②曲线在250℃之后随温度升高而增大的原因是
③250°C时,反应Ⅰ的平衡常数=
(4)已知25℃时,大气中的溶于水存在以下过程:
①
②
过程①的平衡常数,其中表示溶液中的浓度,表示大气中的分压(单位:kPa)。其他条件不变时,温度升高,
(5)科学家利用电化学装置实现两种分子和的耦合转化,其原理如图所示:当消耗和的物质的量之比为10:9时,对应的阳极的电极反应式为:
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐1】绿矾常用于制造补血制剂、净水剂等。以废铁屑(主要含Fe,含少量Fe2O3、油脂等杂质)为原料制备绿矾(FeSO4∙7H2O)晶体并探究其性质。
回答下列问题:
(1)铁粉与稀硫酸反应的离子方程式是______ 。操作1需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和_______ 。
(2)检验“溶液2”是否含的试剂是___________(填字母)。
(3)操作2包括蒸发浓缩、___________ 、过滤、洗涤、干燥。
(4)实验室配制绿矾溶液时常加入少量铁粉,其作用是___________ (用离子方程式表示)。
(5)大多数文献认为“分解生成”。某实验小组提出质疑,认为可能还有生成。他们设计实验如图所示(加热仪器省略),分离并检验。
已知部分信息如下:
(I)几种物质的沸点如下表所示:
(II)几种盐浴温度如下:
①低温浴槽A宜选择盐浴___________ (填字母),C仪器收集的物质是___________ (填化学式)。
②若___________ (填实验操作和现象),则证明分解有生成。
(6)为了测定粉(的俗名)的纯度,进行如下实验:
称取wgPP粉样品溶于蒸馏水配制成溶液,准确量取配制的溶液于锥形瓶,加入适量的稀硫酸,用溶液滴定至终点,恰好消耗溶液。
①配平离子反应:___________ 。
___________________________________。
②该PP粉的纯度为___________ %(用含w、c、V的代数式表示)。
回答下列问题:
(1)铁粉与稀硫酸反应的离子方程式是
(2)检验“溶液2”是否含的试剂是___________(填字母)。
A.溶液 | B.溶液 |
C.酸性溶液 | D.氯水和溶液 |
(4)实验室配制绿矾溶液时常加入少量铁粉,其作用是
(5)大多数文献认为“分解生成”。某实验小组提出质疑,认为可能还有生成。他们设计实验如图所示(加热仪器省略),分离并检验。
已知部分信息如下:
(I)几种物质的沸点如下表所示:
物质 | |||
熔点/℃ | 16.8 | ||
沸点/℃ | 44.8 |
盐浴 | 浴温/℃ | 盐类及用量 | 碎冰用量 |
a | |||
b | |||
c |
②若
(6)为了测定粉(的俗名)的纯度,进行如下实验:
称取wgPP粉样品溶于蒸馏水配制成溶液,准确量取配制的溶液于锥形瓶,加入适量的稀硫酸,用溶液滴定至终点,恰好消耗溶液。
①配平离子反应:
___________________________________。
②该PP粉的纯度为
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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【推荐2】已知NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O↑。为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵的NaCl提纯,并制得纯净的NaCl溶液,某学生设计如下实验方案:
(1)操作④中所需的玻璃仪器有__________________ 。
(2)操作②为什么不用硝酸钡溶液,其理由是__________ 。
(3)进行操作②后,如何判断SO42-已除尽,方法是______
(4)操作③的目的是__________ ,其相应的化学方程式为:_____ ;为什么不先过滤,后加碳酸钠溶液,其理由是_______ 。
(5)说明此设计方案不严密之处及正确的方法____ .
(1)操作④中所需的玻璃仪器有
(2)操作②为什么不用硝酸钡溶液,其理由是
(3)进行操作②后,如何判断SO42-已除尽,方法是
(4)操作③的目的是
(5)说明此设计方案不严密之处及正确的方法
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解答题-实验探究题
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(0.4)
【推荐3】某化学小组模拟工业生产原理:以废铁屑(含少量、Mn、C等杂质)为原料生产配合物乙二胺四乙酸铁钠(EDTA铁钠盐),并测定所制取的样品中铁元素的含量。
已知:①乙二胺四乙酸铁钠,易溶于水和稀酸,微溶于乙醇;该螯合型配合物稳定性好
②氢氧化铁沉淀通常呈胶体状态,有较强的吸附性
Ⅰ.制备乙二胺四乙酸铁钠晶体
实验原理:
实验流程:
方案1:
(1)由制乙二胺四乙酸铁钠可以选择_________ (填“酒精灯直接加热”或“水浴加热”)。
(2)氧化剂A可以选择,试写出该步反应的离子方程式___________ 。
(3)下列说法正确的是___________ 。
A.为避免沉淀中裹入过多杂质,可以采用一次性加入氨水
B.该流程中两次用到溶液,均可用溶液代替
C.操作④洗涤时宜采用冷水洗涤
D.“一系列的操作”是指“蒸发浓缩,趁热过滤、洗涤、干燥”
E.乙二胺四乙酸铁钠溶液中滴入KSCN溶液不一定会显红色
方案2:用EDTA、与反应,制备乙二胺四乙酸铁钠,此法EDTA先被中和后再和直接反应。两个方案都有不足之处,方案1的缺点:氢氧化铁沉淀成胶体状态,难以过滤和洗涤。
(4)为使沉淀颗粒增大,实验中往往可以采取___________ (填实验条件)。
(5)方案2的缺点:产品中含杂质多,纯度不好。方案2后剩余废液可用层柱法(利用筛网孔径与微粒孔径不同的一种分离方法)可得到反应的副产物___________ (填名称)。
Ⅱ.测定所制取样品中铁的含量(EDTA标准溶液滴定法)
取样品溶于水,然后将其中的铁元素用萃取剂从配合物中“反萃取”出来并配成溶液,取出加入过量的标准溶液并加热煮沸,充分反应后,再用的标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗标准溶液体积为。
已知:、与EDTA反应的化学计量比均为。
(6)实验室进行萃取操作时,需要打开分液漏斗活塞放气,正确的放气图示___________。
(7)计算铁元素的质量分数___________ 。
已知:①乙二胺四乙酸铁钠,易溶于水和稀酸,微溶于乙醇;该螯合型配合物稳定性好
②氢氧化铁沉淀通常呈胶体状态,有较强的吸附性
Ⅰ.制备乙二胺四乙酸铁钠晶体
实验原理:
实验流程:
方案1:
(1)由制乙二胺四乙酸铁钠可以选择
(2)氧化剂A可以选择,试写出该步反应的离子方程式
(3)下列说法正确的是
A.为避免沉淀中裹入过多杂质,可以采用一次性加入氨水
B.该流程中两次用到溶液,均可用溶液代替
C.操作④洗涤时宜采用冷水洗涤
D.“一系列的操作”是指“蒸发浓缩,趁热过滤、洗涤、干燥”
E.乙二胺四乙酸铁钠溶液中滴入KSCN溶液不一定会显红色
方案2:用EDTA、与反应,制备乙二胺四乙酸铁钠,此法EDTA先被中和后再和直接反应。两个方案都有不足之处,方案1的缺点:氢氧化铁沉淀成胶体状态,难以过滤和洗涤。
(4)为使沉淀颗粒增大,实验中往往可以采取
(5)方案2的缺点:产品中含杂质多,纯度不好。方案2后剩余废液可用层柱法(利用筛网孔径与微粒孔径不同的一种分离方法)可得到反应的副产物
Ⅱ.测定所制取样品中铁的含量(EDTA标准溶液滴定法)
取样品溶于水,然后将其中的铁元素用萃取剂从配合物中“反萃取”出来并配成溶液,取出加入过量的标准溶液并加热煮沸,充分反应后,再用的标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗标准溶液体积为。
已知:、与EDTA反应的化学计量比均为。
(6)实验室进行萃取操作时,需要打开分液漏斗活塞放气,正确的放气图示___________。
A. | B. | C. | D. |
(7)计算铁元素的质量分数
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】中美贸易战的矛盾激化,让我们看到了中国半导体产业存在的诸多不足,俗话说“亡羊补牢,为时未晚”,找出存在的不足,然后针对地去解决问题,才能让半导体产业链发展壮大起来。三氯化氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室模拟反应PCl3+SO2+Cl2POCl3+SOCl2制备POCl3并测定产品含量。
资料卡片:
(1)若选用Na2SO3固体与70%浓H2SO4制取SO2,反应的化学方程式是:_______ 。
(2)溶液A为饱和食盐水,乙装置中应该盛装的试剂为_______ (填“P2O5”或“碱石灰”或“浓H2SO4”或“无水硫酸铜”);反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择_______ (填“己”或“庚”)。
(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还有_______ 。
(4)水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,其原因是_______ 。
(5)通过佛尔哈德法可测定经过提纯后的产品中POCl3的含量:准确称取1.600g样品在水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入0.2000mol·L-1的AgNO3溶液20.00mL(Ag++Cl-—AgCl↓),再加少许硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.1000mol·L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点(Ag++SCN-—AgSCN↓),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00mL。
①达到滴定终点的现象是_______ 。
②POCl3的质量分数为_______ 。
资料卡片:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 | 其他 |
PCl3 | -93.6 | 76.1 | 137.5 | 遇水剧烈水解,易与O2反应 |
POCl3 | 1.25 | 105.8 | 153.5 | 遇水剧烈水解,能溶于PCl3 |
SOCl2 | -105 | 78.8 | 119 | 遇水剧烈水解,受热易分解 |
(2)溶液A为饱和食盐水,乙装置中应该盛装的试剂为
(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还有
(4)水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,其原因是
(5)通过佛尔哈德法可测定经过提纯后的产品中POCl3的含量:准确称取1.600g样品在水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入0.2000mol·L-1的AgNO3溶液20.00mL(Ag++Cl-—AgCl↓),再加少许硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.1000mol·L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点(Ag++SCN-—AgSCN↓),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00mL。
①达到滴定终点的现象是
②POCl3的质量分数为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】稀土元素被称为“工业维生素”,包括钇、铈等元素,稀土元素能显著提升建造航母及舰载机的材料性能。
Ⅰ.工业上吸收SO2和NO,以获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如图(Ce为铈元素)。
(1)装置Ⅱ中,酸性条件下NO被Ce4+氧化的产物主要是NO、NO。请写出生成相等数目的NO和NO时的离子方程式________ 。
Ⅱ.含有稀土元素钇的氧化钇(Y2O3)被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为Y2O3,含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)生产氧化钇的工艺流程如图,回答下列问题:
(2)在粉碎机中研磨粉碎的目的是________ 。
(3)流程中操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称是_______ ,“酸溶”过程中,Y2O3发生反应的离子方程式为_______ 。
(4)向反应釜2中通入气体X使溶液呈碱性,调节溶液的pH除去滤液1中杂质,沉淀Ⅱ的主要成分是________ (填化学式)。
(5)流程中可循环使用的物质为_______ (填名称)。
Ⅰ.工业上吸收SO2和NO,以获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如图(Ce为铈元素)。
(1)装置Ⅱ中,酸性条件下NO被Ce4+氧化的产物主要是NO、NO。请写出生成相等数目的NO和NO时的离子方程式
Ⅱ.含有稀土元素钇的氧化钇(Y2O3)被广泛应用于航空航天涂层材料。以富钇稀土矿(主要成分为Y2O3,含有少量的Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)生产氧化钇的工艺流程如图,回答下列问题:
(2)在粉碎机中研磨粉碎的目的是
(3)流程中操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称是
(4)向反应釜2中通入气体X使溶液呈碱性,调节溶液的pH除去滤液1中杂质,沉淀Ⅱ的主要成分是
(5)流程中可循环使用的物质为
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
【推荐3】亚硝酰硫酸(NOSO4H)是一种浅黄色或蓝紫色液体,遇水分解,溶于浓硫酸不分解,主要用于染料、医药领域的重氮化反应中取代亚硝酸钠。亚硝酰硫酸能有效降低硫酸使用量,增加反应的流动性,不产生无机盐,从而可以降低成本,提高产品质量,使染料成品色泽鲜艳、固色能力强,并减少污水。实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。
(1)简述检验装置A的气密性操作______ 。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。
①该反应必须维持体系温度不得高于20 ℃,故可将三颈烧瓶置于____ 中。
②开始时,反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速率明显加快,其原因是______ 。
③该实验装置存在导致NOSO4H产量降低的缺陷,请提出改进方案_____ 。
④利用装置A制备SO2 ,下列试剂最适宜的是______ 。
A.Na2SO3固体和20%硝酸 B.Na2SO3固体和20%硫酸
C.Na2SO3固体和70%硫酸 D.Na2SO3固体和98%硫酸
⑤已知亚硝酸不稳定,易分解,发生反应2HNO2=NO2↑+NO↑+H2O。请写出NOSO4H遇水分解时发生反应的化学方程式______ 。
(3)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度。
准确称取1.380 g产品放入250 mL的碘量瓶中,加入60.00 mL0.1000 mol·L-1KMnO4标准溶液和10 mL 25%的H2SO4溶液,然后摇匀(过程中无气体产生)。用0.2500 mol·L-1的草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00 mL。
已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4。
①简述该操作达到滴定终点时的现象______ 。
②亚硝酰硫酸的纯度为______ 。
(1)简述检验装置A的气密性操作
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。
①该反应必须维持体系温度不得高于20 ℃,故可将三颈烧瓶置于
②开始时,反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速率明显加快,其原因是
③该实验装置存在导致NOSO4H产量降低的缺陷,请提出改进方案
④利用装置A制备SO2 ,下列试剂最适宜的是
A.Na2SO3固体和20%硝酸 B.Na2SO3固体和20%硫酸
C.Na2SO3固体和70%硫酸 D.Na2SO3固体和98%硫酸
⑤已知亚硝酸不稳定,易分解,发生反应2HNO2=NO2↑+NO↑+H2O。请写出NOSO4H遇水分解时发生反应的化学方程式
(3)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度。
准确称取1.380 g产品放入250 mL的碘量瓶中,加入60.00 mL0.1000 mol·L-1KMnO4标准溶液和10 mL 25%的H2SO4溶液,然后摇匀(过程中无气体产生)。用0.2500 mol·L-1的草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00 mL。
已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4。
①简述该操作达到滴定终点时的现象
②亚硝酰硫酸的纯度为
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