(1)物质的分离与提纯是化学的重点,请根据下列实验目的,分别选择相应的操作和实验装置。下列为操作:
a.蒸馏 b.结晶法 c.加适量水,过滤 d.加热(或灼烧) e.加适量盐酸,蒸发 f.萃取分液 g.分液 h.升华
下列为实验装置:
(1)从碘水中提取碘:___ 、__ 。(分别填操作序号及实验装置图编号,下同)。
(2)除去氧化钙中的碳酸钙:___ 、___ 。
(3)除去硫酸钡中的硝酸钾:___ 、___ 。
(4)分离固体细沙和碘的方法:___ 、___ 。
(5)除去氯化钠晶体中的碳酸钠:___ 、__ 。
(6)分离乙酸(沸点118℃)和乙酸乙酯(沸点77.1℃)的混合液(两者互溶):__ 、_ 。
a.蒸馏 b.结晶法 c.加适量水,过滤 d.加热(或灼烧) e.加适量盐酸,蒸发 f.萃取分液 g.分液 h.升华
下列为实验装置:
(1)从碘水中提取碘:
(2)除去氧化钙中的碳酸钙:
(3)除去硫酸钡中的硝酸钾:
(4)分离固体细沙和碘的方法:
(5)除去氯化钠晶体中的碳酸钠:
(6)分离乙酸(沸点118℃)和乙酸乙酯(沸点77.1℃)的混合液(两者互溶):
更新时间:2019-12-11 14:44:01
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解题方法
【推荐1】肉桂酸()主要用于香精香料、食品添加剂、医药工业、美容、农药有机合成等方面。实验室可通过如下反应合成:
主反应:
副反应:
实验所用药品信息如下表所示:
实验步骤:
Ⅰ.将7.00g无水、14.5mL乙酸酐和5.0mL苯甲醛依次加入150mL仪器a中,加热至微沸后保持温度150~170℃加热回流30~45min。
Ⅱ.将反应后的混合物冷却,边搅拌边分次加入40mL水浸泡。
Ⅲ.连接水蒸气蒸馏装置将苯甲醛用水蒸气蒸馏除去。
Ⅳ.将仪器a冷却,加入40mL 10% NaOH溶液,使所有的肉桂酸形成钠盐而溶解。加入90mL蒸馏水,将混合物加热,活性炭脱色,趁热过滤除去树脂状物,将滤液冷却至室温以下。
Ⅴ.边搅拌边将20mL浓盐酸和20mL水的混合物加到肉桂酸盐溶液中至呈酸性。用冷水冷却,待结晶完全后抽滤得到粗产品,粗产品经进一步提纯后,得到3.56g产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_______ ,仪器b的作用为_______ 。
(2)冷却水的入口为_______ (填“m”或“n”)。
(3)水蒸气蒸馏进行完全的标志是_______ 。
(4)步骤Ⅳ趁热过滤的目的是_______ 。
(5)加入浓盐酸与水的混合物后发生反应的化学方程式为_______ 。
(6)将粗产品提纯的操作名称为_______ ;本实验中肉桂酸的产率为_______ %(保留三位有效数字)。
主反应:
副反应:
实验所用药品信息如下表所示:
名称 | 相对分子质量 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/ | 溶解性 |
苯甲醛 | 106 | -26 | 179 | 1.06 | 微溶于水,与苯,乙醇、乙醚混溶 |
乙酸酐 | 102 | -73.1 | 138.6 | 1.082 | 能溶于水 |
肉桂酸 | 148 | 133 | 300 | 1.248 | 不溶于冷水,易溶于苯、乙醚,在热水中溶于乙醇 |
Ⅰ.将7.00g无水、14.5mL乙酸酐和5.0mL苯甲醛依次加入150mL仪器a中,加热至微沸后保持温度150~170℃加热回流30~45min。
Ⅱ.将反应后的混合物冷却,边搅拌边分次加入40mL水浸泡。
Ⅲ.连接水蒸气蒸馏装置将苯甲醛用水蒸气蒸馏除去。
Ⅳ.将仪器a冷却,加入40mL 10% NaOH溶液,使所有的肉桂酸形成钠盐而溶解。加入90mL蒸馏水,将混合物加热,活性炭脱色,趁热过滤除去树脂状物,将滤液冷却至室温以下。
Ⅴ.边搅拌边将20mL浓盐酸和20mL水的混合物加到肉桂酸盐溶液中至呈酸性。用冷水冷却,待结晶完全后抽滤得到粗产品,粗产品经进一步提纯后,得到3.56g产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为
(2)冷却水的入口为
(3)水蒸气蒸馏进行完全的标志是
(4)步骤Ⅳ趁热过滤的目的是
(5)加入浓盐酸与水的混合物后发生反应的化学方程式为
(6)将粗产品提纯的操作名称为
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解题方法
【推荐2】活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下:
一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是_____________________________ 。
(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-,另含有Fe2+、Cu2+等杂质。先加入___________ (填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4,然后加入适量KMnO4,Fe2+转化为Fe(OH)3,同时KMnO4转化为MnO2,,经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol·L-1,则每升溶液中至少应加入__________ mol KMnO4。
(3)杂质Cu2+可利用置换反应除去,应选择的试剂是___________ 。
(4)“沉淀”后所得“滤渣”的成分为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,其在450~500℃下进行“煅烧”,“煅烧”反应的化学方程式为____________________________ 。
一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 |
pH | 3.2 | 6.7 | 8.0 | 9.7 |
(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是
(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-,另含有Fe2+、Cu2+等杂质。先加入
(3)杂质Cu2+可利用置换反应除去,应选择的试剂是
(4)“沉淀”后所得“滤渣”的成分为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,其在450~500℃下进行“煅烧”,“煅烧”反应的化学方程式为
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【推荐3】我国有广阔的海岸线,海水综合利用大有可为。海水中溴含量为 65 mg/L,从海 水中提取溴的工业流程如下:
(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是:_____ 。
(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出 Br2,利用了溴的________ 。
A.氧化性B.还原性C.挥发性 D.腐蚀性
(3)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下,请在下面方框内填入适当的化学计量数:_____
(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。写出 溴与二氧化硫水溶液反应的离子方程式:________ 。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)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是________ 。
A.乙醇 B.四氯化碳 C.氢氧化钠溶液 D.苯
(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是:
(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出 Br2,利用了溴的
A.氧化性B.还原性C.挥发性 D.腐蚀性
(3)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下,请在下面方框内填入适当的化学计量数:
(4)上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。写出 溴与二氧化硫水溶液反应的离子方程式:
(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是
A.乙醇 B.四氯化碳 C.氢氧化钠溶液 D.苯
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】苯甲酸又称安息香酸,结构简式为,有关性质如表所示。苯甲酸可用于合成纤维、树脂、涂料等,也可作为药物或防腐剂使用,有抑制真菌、细菌生长的作用。实验室用高锰酸钾氧化甲苯可制得苯甲酸,相关反应方程式如下:
实验时,将一定量的甲苯和高锰酸钾溶液置于图示装置中,在100℃下反应一段时间,再停止反应,并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
(1)实验中用电动搅拌器进行搅拌的目的是________________ 。
(2)冷凝管中冷却水是从________ (填“a”或“b”)口进入。
(3)操作Ⅰ的名称是,所需的玻璃仪器有________ 、烧杯;操作Ⅱ的名称是________ 。
(4)水层用浓盐酸酸化的相关化学方程式为_________________ 。
(5)如果滤液呈紫色,则要先加入还原剂亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,若无此操作会出现的危害是_______________________ 。
(6)无色液体A的主要成分是________ ,白色固体B的主要成分是________ 。
(7)为测定所得产品的纯度,称取1.220g产品,配成溶液,取其中溶液进行滴定,消耗的物质的量为,则产品中苯甲酸的质量分数为________ 。
实验时,将一定量的甲苯和高锰酸钾溶液置于图示装置中,在100℃下反应一段时间,再停止反应,并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
熔点/℃ | 122.4 |
沸点/℃ | 249 |
密度/() | 1.2659 |
水溶性 | 微溶 |
(2)冷凝管中冷却水是从
(3)操作Ⅰ的名称是,所需的玻璃仪器有
(4)水层用浓盐酸酸化的相关化学方程式为
(5)如果滤液呈紫色,则要先加入还原剂亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,若无此操作会出现的危害是
(6)无色液体A的主要成分是
(7)为测定所得产品的纯度,称取1.220g产品,配成溶液,取其中溶液进行滴定,消耗的物质的量为,则产品中苯甲酸的质量分数为
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解答题-工业流程题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】试剂级NaCl可用海盐(含泥沙、海藻、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质)为原料制备。制备流程简图如下:
(1)从分类的角度,海盐属于___________ 物。
(2)根据除杂原理,在表中填写除杂时依次添加的试剂及其预期沉淀的离子。
(3)除杂后,过滤得到滤液,这步操作有可能要重复进行,这是由于___________ 。操作X为___________ 。
(4)在进行结晶操作时,看到蒸发皿中出现___________ 时停止加热。在溶解、过滤、X、结晶这四步操作中,都要用到的一种玻璃仪器是___________ 。
(5)制得的试剂级NaCl晶体中一定还有的阳离子杂质为___________ 。称取制得的试剂级NaCl晶体mg,加蒸馏水溶解,通过阳离子交换树脂(用NaR表示),将溶液中的少量杂质阳离子全部转化为钠离子(如图),反应的离子方程式为___________ 。收集纯氯化钠溶液蒸发结晶,得到固体ng,则制得试剂级NaCl晶体中杂质阳离子的物质的量为___________ (用含m、n的代数式表示)。
(1)从分类的角度,海盐属于
(2)根据除杂原理,在表中填写除杂时依次添加的试剂及其预期沉淀的离子。
实验步骤 | 试剂 | 预期沉淀的离子 |
步骤1 | NaOH溶液 | Mg2+和Fe3+ |
步骤2 | ||
步骤3 |
(3)除杂后,过滤得到滤液,这步操作有可能要重复进行,这是由于
(4)在进行结晶操作时,看到蒸发皿中出现
(5)制得的试剂级NaCl晶体中一定还有的阳离子杂质为
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐3】二茂铁是重要的燃料抗爆剂,其难溶于水,易溶于乙醚等有机溶剂,100℃时易升华,图一是实验室制备二茂铁装置示意图,图二是提纯二茂铁的装置示意图。
已知:制备二茂铁的反应原理:
实验步骤为:
①在仪器c中加入稍过量的粉末,并从仪器a中加入无水乙醚到烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约;
②再从仪器a滴入新蒸馏的环戊二烯(,密度为),搅拌;
③将适量无水与(二甲亚砜,作溶剂)配成的溶液装入仪器a中,慢慢滴入仪器c中,滴完,继续搅拌;
④再从仪器a加入无水乙醚搅拌;
⑤将仪器c中的液体转入分液漏斗中,依次用盐酸、水各洗涤两次,分液得橙黄色溶液;
⑥蒸发橙黄色溶液,得二茂铁粗产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______ ,仪器b的作用是_______ 。
(2)步骤①中通入氮气的目的是_______ 。
(3)下列对本实验描述错误的是_______ (填序号)。
A.实验中所加乙醚主要起溶剂的作用
B.根据所加试剂的量,选用容积为的三颈烧瓶
C.欲确认得到的二茂铁是否纯净,可以测定其是否有固定的熔点
D.步骤⑥在操作过程中温度不宜太高
(4)步骤⑤用盐酸洗涤的目的是_______ ,水洗的目的是_______ 。
(5)步骤⑤在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后的操作是_______ (填序号)。
A.直接将二茂铁乙醚溶液从分液漏斗上口倒出
B.直接将二茂铁乙醚溶液从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将二茂铁乙醚溶液从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将二茂铁乙醚溶液从上口倒出
(6)图二是二茂铁粗产品的提纯,该操作中棉花的作用是_______ 。
(7)若本次实验消耗环戊二烯,其它物质足量,所得产品二茂铁的质量为,该实验的产率为_______ (保留3位有效数字)。
已知:制备二茂铁的反应原理:
实验步骤为:
①在仪器c中加入稍过量的粉末,并从仪器a中加入无水乙醚到烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约;
②再从仪器a滴入新蒸馏的环戊二烯(,密度为),搅拌;
③将适量无水与(二甲亚砜,作溶剂)配成的溶液装入仪器a中,慢慢滴入仪器c中,滴完,继续搅拌;
④再从仪器a加入无水乙醚搅拌;
⑤将仪器c中的液体转入分液漏斗中,依次用盐酸、水各洗涤两次,分液得橙黄色溶液;
⑥蒸发橙黄色溶液,得二茂铁粗产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是
(2)步骤①中通入氮气的目的是
(3)下列对本实验描述错误的是
A.实验中所加乙醚主要起溶剂的作用
B.根据所加试剂的量,选用容积为的三颈烧瓶
C.欲确认得到的二茂铁是否纯净,可以测定其是否有固定的熔点
D.步骤⑥在操作过程中温度不宜太高
(4)步骤⑤用盐酸洗涤的目的是
(5)步骤⑤在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后的操作是
A.直接将二茂铁乙醚溶液从分液漏斗上口倒出
B.直接将二茂铁乙醚溶液从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将二茂铁乙醚溶液从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将二茂铁乙醚溶液从上口倒出
(6)图二是二茂铁粗产品的提纯,该操作中棉花的作用是
(7)若本次实验消耗环戊二烯,其它物质足量,所得产品二茂铁的质量为,该实验的产率为
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【推荐1】GaN作为第三代半导体材料广泛应用于大功率充电器和5G通讯技术,某工厂利用炼锌矿渣[主要成分、、CuO和]制备并提取GaN,工艺流程如下:已知:ⅰ.镓和铝位于同一主族,性质相似
ⅱ.可溶于过量氨水生成
ⅲ.常温下,酸浸后浸出液中可能存在的各离子浓度、形成氢氧化物沉淀的pH和金属离子在该工艺条件下的萃取率见下表:
(萃取率指进入有机层中金属离子的百分数;难被萃取;离子浓度时即认为沉淀完全)
回答下列问题:
(1)“酸浸”过程中发生反应的化学方程式为______________________________ 。
(2)滤液①中的浓度为:__________ ;从工业经济性考虑,电解滤液①得到的产物,可用于回收金属,还可用于__________ ;滤液①中的主要溶质之一可采用加热浓缩、降温结晶的方法提取,不同降温方法对析出固体的颗粒大小影响如图所示,若工业生产对产品粒径均一度有要求,则应选用__________ (填“快速”“缓慢”或“变速”)降温的方法,原因是______________________________ 。(3)物质A的化学式为__________ 。反萃取过程中物质B会溶于水相分离,生成物质B的离子方程式为______________________________ ;若通过电解物质B的溶液可以得到单质Ga,则阴极电极反应式为______________________________ 。
ⅱ.可溶于过量氨水生成
ⅲ.常温下,酸浸后浸出液中可能存在的各离子浓度、形成氢氧化物沉淀的pH和金属离子在该工艺条件下的萃取率见下表:
金属离子 | |||||
浓度 | — | 0.78 | 0.22 | ||
开始沉淀pH | 8.0 | 1.7 | 5.6 | 3.0 | 4.5 |
完全沉淀pH | 9.6 | 3.2 | 8.0 | 4.9 | a(a>5.5) |
萃取率/% | 0 | 99 | 0 | 97~98.5 | 93 |
回答下列问题:
(1)“酸浸”过程中发生反应的化学方程式为
(2)滤液①中的浓度为:
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【推荐2】钛被誉为“现代金属”和“战略金属”。工业上以钛铁矿[主要成分为偏针钛酸亚铁(),含Fe、Si、Al的氧化物等杂质]制备和,工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)制备。
①“酸浸”时Ti元素转化为,发生反应的离子方程式为_______ 。
②“酸浸”过程中,在不同温度下Ti元素的浸出率变化情况如图所示。温度超过80℃时,浸出率下降的原因是_______ 。
①“调pH”时,pH的理论最小值是_______ 。
②“沉铁”时发生反应的化学方程式为_______ 。
(3)纯度测定。
取样品0.2000g,用酸溶解后再用还原剂将还原为,并配成25.0mL溶液。用0.1000 标准溶液将恰好完全氧化为,消耗0.1000 标准溶液23.00mL。该样品中的质量分数为_______ (写出计算过程)。
已知:25℃时,,,;当溶液中离子浓度小于时,认为沉淀完全;“水解”时反应为。
回答下列问题:
(1)制备。
①“酸浸”时Ti元素转化为,发生反应的离子方程式为
②“酸浸”过程中,在不同温度下Ti元素的浸出率变化情况如图所示。温度超过80℃时,浸出率下降的原因是
(2)制备。
①“调pH”时,pH的理论最小值是
②“沉铁”时发生反应的化学方程式为
(3)纯度测定。
取样品0.2000g,用酸溶解后再用还原剂将还原为,并配成25.0mL溶液。用0.1000 标准溶液将恰好完全氧化为,消耗0.1000 标准溶液23.00mL。该样品中的质量分数为
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解题方法
【推荐3】工业上用铝土矿(主要成分是,还含有)提取氧化铝做冶炼铝的原料(纯净的,某研究性学习小组设计了如图提取流程:请回答下列问题:
(1)固体①、③的化学式分别为___________ 、___________ 。
(2)操作①的名称是___________ ,操作③用到的仪器有酒精灯、泥三角、___________ 。
(3)流程中的最好选用___________ ,发生反应的主要离子方程式为___________ 。
(4)若向滤液(1)中逐滴滴入溶液至过量,产生沉淀随滴入关系正确的是___________。
(5)有一种含铁、硅等元素的矿石,其主要成分的化学式为,该物质中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为。将该矿石用足量硫酸溶解后,加入过量铜粉使溶液中的铁元素全部变为,过滤后滤液用的酸性溶液与反应,用去VmL溶液。该的石中铁元素的质量分数为___________ (用含、、的代数式表示)。
(1)固体①、③的化学式分别为
(2)操作①的名称是
(3)流程中的最好选用
(4)若向滤液(1)中逐滴滴入溶液至过量,产生沉淀随滴入关系正确的是___________。
A.A | B.B | C.C | D.D |
(5)有一种含铁、硅等元素的矿石,其主要成分的化学式为,该物质中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为。将该矿石用足量硫酸溶解后,加入过量铜粉使溶液中的铁元素全部变为,过滤后滤液用的酸性溶液与反应,用去VmL溶液。该的石中铁元素的质量分数为
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