锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆主要成分为MnO2,含少量Al2O3、Fe2O3、Fe2O、SiO2等杂质为原料制备锰酸锂的流程如下图所示。
⑴溶浸过程中,为提高SO2吸收率,可采取的措施有________ 填字母。
a.不断搅拌,使SO2和软锰矿浆充分接触 b. 增大通入SO2的速率
c. 减小软锰矿浆的进入量 d. 减小通入SO2的速率
⑵已知:室温下,Ksp[Al(OH)3] =1×10-33,Ksp[Fe(OH)3] =1×10-39,pH =7.1时Mn(OH)2开始沉淀。氧化除杂(室温)是除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×10-6 mol·L-1),则需调节溶液pH的范围为________ 。
⑶硫酸锰与K2S2O8溶液在常温下混合一周,可慢慢得到球形二氧化锰(MnO2)。请写出发生反应的离子方程式:________ 。
⑷将MnO2和Li2CO3按物质的量4:1进行配料,充分搅拌,混合均匀然后升温至600~700℃,制取产品LiMn2O4。写出该反应的化学方程式:________ 。该反应中氧化剂为_______ (填化学式)。
⑸锰酸锂可充电电池的总反应为Li1-xMn2O4 + LixCLiMn2O4 + C(0 < x < 1)。
①充电时,电池的阳极反应式为________ 。
②废旧锰酸锂电池中可能残留单质锂,拆解不当易着火、爆炸,为了安全,拆解的注意事项是________ 。
⑴溶浸过程中,为提高SO2吸收率,可采取的措施有
a.不断搅拌,使SO2和软锰矿浆充分接触 b. 增大通入SO2的速率
c. 减小软锰矿浆的进入量 d. 减小通入SO2的速率
⑵已知:室温下,Ksp[Al(OH)3] =1×10-33,Ksp[Fe(OH)3] =1×10-39,pH =7.1时Mn(OH)2开始沉淀。氧化除杂(室温)是除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×10-6 mol·L-1),则需调节溶液pH的范围为
⑶硫酸锰与K2S2O8溶液在常温下混合一周,可慢慢得到球形二氧化锰(MnO2)。请写出发生反应的离子方程式:
⑷将MnO2和Li2CO3按物质的量4:1进行配料,充分搅拌,混合均匀然后升温至600~700℃,制取产品LiMn2O4。写出该反应的化学方程式:
⑸锰酸锂可充电电池的总反应为Li1-xMn2O4 + LixCLiMn2O4 + C(0 < x < 1)。
①充电时,电池的阳极反应式为
②废旧锰酸锂电池中可能残留单质锂,拆解不当易着火、爆炸,为了安全,拆解的注意事项是
更新时间:2020-02-04 14:01:34
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解题方法
【推荐1】碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。
完成下列填空:
(1)反应Ⅰ后的溶液中存在的阳离子有___________ 。
(2)加入少量的目的是将溶液的pH调节在___________ 范围内,从而使溶液中的沉淀完全而不沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是___________ 。
(3)反应Ⅱ加入的目的是氧化,反应的离子方程式为___________ 。在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少的用量,若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约了___________ g。
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的可部分水解生成聚合离子,该水解反应的离子方程式为___________ 。
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。
沉淀物 | |||
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
(1)反应Ⅰ后的溶液中存在的阳离子有
(2)加入少量的目的是将溶液的pH调节在
(3)反应Ⅱ加入的目的是氧化,反应的离子方程式为
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的可部分水解生成聚合离子,该水解反应的离子方程式为
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【推荐2】用霞石岩(主要成分Na2O、K2O、Al2O3、SiO2)制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下:
已知:NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12。
溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类,钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度见图,根据题意回答下列问题:
(1)固体M的化学式是__________ , X物质是___________ 。
(2)实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是__________ ,滤液W中主要含有的离子有__________________ 。
(3)碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是_______________________________________ 。
(4)操作Ⅰ是_________ (填写名称),操作Ⅱ是 _______ (选填编号)。
a.趁热过滤 b.冷却过滤 c.蒸馏 d.灼烧
(5)碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是____________________ ,产品K2CO3中最可能含有的杂质是________ (写化学式)。
(6)实验室用下面流程测定产品碳酸钾的纯度,为提高实验精度,T试剂最好是____________ ;操作Ⅲ的名称是_______________ 。
已知:NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12。
溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类,钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度见图,根据题意回答下列问题:
(1)固体M的化学式是
(2)实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是
(3)碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是
(4)操作Ⅰ是
a.趁热过滤 b.冷却过滤 c.蒸馏 d.灼烧
(5)碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是
(6)实验室用下面流程测定产品碳酸钾的纯度,为提高实验精度,T试剂最好是
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【推荐3】碳酸钴()是一种红色粉末主要用作催化剂、选矿剂和陶瓷釉。以含钴废料(主要成分为、,还含少量、等杂质)为原料制备的一种工艺如下:
常温下,。
回答下列问题:
(1)“酸浸”前常将含钴废料粉碎,其主要目的是___________ (填一点)。
(2)已知“萃取”的原理为(有机层)。从有机层中获得溶液的操作是加入___________ (填试剂名称),其作用是___________ (从平衡移动原理角度分析)。
(3)常温下“除铝”过程中,调节为时,溶液中___________ 。
(4)“沉钴”中,其他条件相同时,品纯度与溶液浓度、反应温度的关系如图所示。___________ (填“>”或“<”)。
常温下,。
回答下列问题:
(1)“酸浸”前常将含钴废料粉碎,其主要目的是
(2)已知“萃取”的原理为(有机层)。从有机层中获得溶液的操作是加入
(3)常温下“除铝”过程中,调节为时,溶液中
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解题方法
【推荐1】是一种重要的化工原料,可用作印染媒染剂、木材防腐剂等。工业上采用冷热镀管的废料锌灰(主要成分为ZnO、,还含有、CuO、PbO和FeO)制备,工业流程如图所示:
已知:①CuCl为不溶于水的白色固体
②,常温下
③当溶液中离子的物质的量浓度小于时,该离子沉淀完全
(1)实验室要配制的硫酸溶液,所需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯外还有_______ 。
(2)为提高“溶浸”浸取速率,可采取的有效措施有_______ (任写一条)。滤渣1主要成分是_______ 。
(3)“沉铜”反应的离子方程式为_______ 。
(4)“氧化”过程的离子方程式为_______ 。
(5)“沉铁”过程加入ZnO的目的是_______ 。
(6)该工业废水中还残留,常温下当调节pH=_______ 时,恰好完全转化为沉淀。
已知:①CuCl为不溶于水的白色固体
②,常温下
③当溶液中离子的物质的量浓度小于时,该离子沉淀完全
(1)实验室要配制的硫酸溶液,所需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯外还有
(2)为提高“溶浸”浸取速率,可采取的有效措施有
(3)“沉铜”反应的离子方程式为
(4)“氧化”过程的离子方程式为
(5)“沉铁”过程加入ZnO的目的是
(6)该工业废水中还残留,常温下当调节pH=
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【推荐2】铍在电子、航天、医疗、核能等行业应用广泛。一种以羟硅铍石(主要含有BeO、Al2O3、SiO2、Fe2O3和FeO等)为原料制取工业氧化铍的工艺流程如图所示:已知:铍和铝的化学性质相似,Be(OH)2在pH>10时会溶解。
回答下列问题:
(1)加快“酸浸”速率可采取的方法是___________ (写出一种方法),滤渣1的主要成分是___________ 。
(2)“除铁”时加入H2O2,溶液中发生反应的离子方程式是___________ 。
(3)常温下,“沉铍”时加入氨水调节pH的范围:___________<pH<___________(已知:常温下当溶液中的离子浓度小于1.0×10-5mo/L时,可认为该离子沉淀完全。Ksp[Be(OH)2]=1.0×10-22)。___________
(4)“沉铍”后,所得滤液中的主要溶质可用做___________ (答一种用途)。
(5)写出加热条件下“煅烧”反应的化学方程式___________ 。
回答下列问题:
(1)加快“酸浸”速率可采取的方法是
(2)“除铁”时加入H2O2,溶液中发生反应的离子方程式是
(3)常温下,“沉铍”时加入氨水调节pH的范围:___________<pH<___________(已知:常温下当溶液中的离子浓度小于1.0×10-5mo/L时,可认为该离子沉淀完全。Ksp[Be(OH)2]=1.0×10-22)。
(4)“沉铍”后,所得滤液中的主要溶质可用做
(5)写出加热条件下“煅烧”反应的化学方程式
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】铍是航天、航空、电子和核工业等领域不可替代的材料,有“超级金属”之称。以绿柱石[Be3Al2(SiO3)6]为原料制备金属铍的工艺如下:
已知:“滤渣1”中含有铁、铝、硅的氧化物,Na3FeF6难溶于水,Be2+可与过量OH-结合成Be(OH);(当溶液中被沉淀离子的物质的量浓度小于等于1 × 10-5 mol•L-1时,认为该离子沉淀完全);lg2=0.3 ;回答下列问题:
(1)“粉碎”的目的___________ 。
(2)750℃烧结时,Na3FeF6与绿柱石作用生成易溶于水的Na2BeF4,该反应的化学方程式为___________ 。
(3)“过滤1”的滤液中需加入适量NaOH生成Be(OH)2沉淀,但NaOH不能过量,原因是___ (用离子方程式表示)。
(4)已知Ksp[Be(OH)2]=4.0×10-21,室温时0.40 mol•L-1 Be2+沉淀完全时的pH最小为______ 。
(5)“高温转化”反应产生的气体不能使澄清石灰水变浑浊,写出其化学方程式___________ 。
(6)“电解”NaCl-BeCl2熔融混合物制备金属铍,加入NaCl的主要目的是___________ 。
(7)绿色化学要求在工业生产中应有效利用原料,节约原料。本工艺过程可以循环利用的物质有___________ 。
已知:“滤渣1”中含有铁、铝、硅的氧化物,Na3FeF6难溶于水,Be2+可与过量OH-结合成Be(OH);(当溶液中被沉淀离子的物质的量浓度小于等于1 × 10-5 mol•L-1时,认为该离子沉淀完全);lg2=0.3 ;回答下列问题:
(1)“粉碎”的目的
(2)750℃烧结时,Na3FeF6与绿柱石作用生成易溶于水的Na2BeF4,该反应的化学方程式为
(3)“过滤1”的滤液中需加入适量NaOH生成Be(OH)2沉淀,但NaOH不能过量,原因是
(4)已知Ksp[Be(OH)2]=4.0×10-21,室温时0.40 mol•L-1 Be2+沉淀完全时的pH最小为
(5)“高温转化”反应产生的气体不能使澄清石灰水变浑浊,写出其化学方程式
(6)“电解”NaCl-BeCl2熔融混合物制备金属铍,加入NaCl的主要目的是
(7)绿色化学要求在工业生产中应有效利用原料,节约原料。本工艺过程可以循环利用的物质有
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】中共十九大报告指出,加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题,也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。请回答下列问题:
(1)氨氮水体污染可用次氯酸除去,已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
写出水体中与反应生成的热化学方程式:__________________________ 。
(2)工业上可用排放的与合成尿素的方法,达到减排的目的: 。
①一定条件下,在1L的密闭容器中充入1mol和一定量的,模拟工业生产得到的平衡转化率()随氨碳比的变化如图所示,其他条件不变, 随增大而增大的原因是_______________________________________________ ;实际工业生产中氨碳比控制在4.0左右,而不是4.5的原因是_________________________________ ;该温度下反应的平衡常数__________________________ 。
②若,在1L的恒容密闭容器中充入一定量的和,此时体系压强为,5min达到平衡时生成1mol,此时容器内压强为,则用表示该反应的平均速率为_____________________ ,的平衡转化率为__________ 。
(3)采用电解法可使酸性废水中的转经为而除去,则阴极的电极反应式为________________________________________ 。
(1)氨氮水体污染可用次氯酸除去,已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
写出水体中与反应生成的热化学方程式:
(2)工业上可用排放的与合成尿素的方法,达到减排的目的: 。
①一定条件下,在1L的密闭容器中充入1mol和一定量的,模拟工业生产得到的平衡转化率()随氨碳比的变化如图所示,其他条件不变, 随增大而增大的原因是
②若,在1L的恒容密闭容器中充入一定量的和,此时体系压强为,5min达到平衡时生成1mol,此时容器内压强为,则用表示该反应的平均速率为
(3)采用电解法可使酸性废水中的转经为而除去,则阴极的电极反应式为
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解答题-工业流程题
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适中
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名校
解题方法
【推荐2】磷酸亚铁锂电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除外,还含有箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,流程如图:
资料:碳酸锂在水中溶解度:
(1)Ⅱ步加入过量溶液后,滤液1中存在的主要阴离子是_______ 。
(2)Ⅲ步浸取加入的氧化剂最佳选择是_______(填字母)。
(3)滤液2中,加入等体积的溶液后,的沉降率达到90%,母液中_______ 。
(4)为将粗品提纯,VI步使用_______ (填“热”或“冰”)水进行洗涤操作,理由是_______ 。
(5)上述流程中可循环使用的物质有_______ 。
(6)工业上将回收的粉碎与足量的炭黑混合高温灼烧再生制备,反应的化学方程式为_______ 。
(7)若采用钛酸锂()和磷酸亚铁锂()作电极组成电池,其工作原理为:。该电池充电时阳极反应是_______ 。
资料:碳酸锂在水中溶解度:
温度/ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 1.54 | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
(2)Ⅲ步浸取加入的氧化剂最佳选择是_______(填字母)。
A. | B.酸性 | C. | D. |
(4)为将粗品提纯,VI步使用
(5)上述流程中可循环使用的物质有
(6)工业上将回收的粉碎与足量的炭黑混合高温灼烧再生制备,反应的化学方程式为
(7)若采用钛酸锂()和磷酸亚铁锂()作电极组成电池,其工作原理为:。该电池充电时阳极反应是
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解答题-工业流程题
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(0.65)
【推荐3】NO和SO2等气体都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。某研究小组利用稀土金属铈(Ce)吸收NO,同时获得Na2S2O4和NH4NO3的工艺流程如下图所示,回答相关问题:
(1)实验室配制1000mL2.0mol·L—1NaOH溶液,需要的玻璃仪器有____ ;写出装置I中发生的主要化学方程式______________ 。
(2)装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3—、NO2—,请写出生成等物质的量的NO3—和NO2—时的离子方程式:_____________________________ 。
(3)装置Ⅲ是电解槽,从中得到的X表示_________ (填离子符号);S2O42—是________ (填“氧化”或“还原”)产物。
(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2—的浓度为a g·L—1,要使1L该溶液中的NO2—完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气_______ L(用含a的代数式表示,保留小数点后3位)
(1)实验室配制1000mL2.0mol·L—1NaOH溶液,需要的玻璃仪器有
(2)装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3—、NO2—,请写出生成等物质的量的NO3—和NO2—时的离子方程式:
(3)装置Ⅲ是电解槽,从中得到的X表示
(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2—的浓度为a g·L—1,要使1L该溶液中的NO2—完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气
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解答题-实验探究题
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【推荐1】近年来,江苏省酸雨污染较为严重,防治酸雨成了迫在眉睫的问题。
(1)有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫废气的方法,流程如下: ( I )将含SO2的废气通入电解饱和食盐水所得溶液中,得NaHSO3溶液。(Ⅱ)将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。(III)将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收,生成的NaCl循环利用。
①写出步骤(I)反应的化学方程式:____________________________
②写出步骤(III)反应的离子方程式:___________________________
(2)还有学者提出利用 Fe 2十、Fe3十等离子的催化作用,常温下将SO2氧化成SO42一而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成SO42一的转化率。
①该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO2的体积分数,X溶液可以是(填
序号)_____________ 。(参考:还原性SO2> I->Br->Cl-)
②若上述实验是在标准状况下进行的,X是已知体积和物质的量浓度的溶液,欲测
定转化器中SO2氧化成SO42一的转化率,已知气体流速,还需测定的数据是___________
和加入盐酸酸化的氯化钡溶液后生成沉淀的质量。
(3)新型氨法烟气脱硫技术采用氨吸收烟气中SO2生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵,再用一定量的磷酸进行反应,在反应回收SO2后的混合物中通入适量的氨气得到一种产品。该技术的优点是____________ 。
(1)有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫废气的方法,流程如下: ( I )将含SO2的废气通入电解饱和食盐水所得溶液中,得NaHSO3溶液。(Ⅱ)将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。(III)将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收,生成的NaCl循环利用。
①写出步骤(I)反应的化学方程式:
②写出步骤(III)反应的离子方程式:
(2)还有学者提出利用 Fe 2十、Fe3十等离子的催化作用,常温下将SO2氧化成SO42一而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成SO42一的转化率。
①该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO2的体积分数,X溶液可以是(填
序号)
A.碘的淀粉溶液
B.酸性高锰酸钾溶液
C.氢氧化钠溶液
D.氯化钡溶液
②若上述实验是在标准状况下进行的,X是已知体积和物质的量浓度的溶液,欲测
定转化器中SO2氧化成SO42一的转化率,已知气体流速,还需测定的数据是
和加入盐酸酸化的氯化钡溶液后生成沉淀的质量。
(3)新型氨法烟气脱硫技术采用氨吸收烟气中SO2生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵,再用一定量的磷酸进行反应,在反应回收SO2后的混合物中通入适量的氨气得到一种产品。该技术的优点是
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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】锶(Sr)和镁位于同主族,锶比镁更活泼,锶与氮气在加热条件下反应产生氮化锶,已知氮化锶遇水发生剧烈反应。某小组同学设计如下装置制备氮化锶(Sr3N2的相对分子质量为290.8)。
已知:碱性连苯三酚溶液能吸收O2。
(1)装置B中发生反应的化学方程式为_______ 。装置D中盛装的试剂是_______ (填名称),装置C的作用为_______ 。
(2)该小组同学认为该实验存在明显不足,可能会导致产品变质,氮化锶遇水发生反应的化学方程式为_______ ,改进方案为_______ 。
(3)产品纯度的测定:称取0.5000g所得产品,加入干燥的三颈烧瓶中,加入蒸馏水,并通过足量水蒸气,将产生的氨全部蒸出,所蒸出的气体恰好被2mL 1.00mol/L HCl标准溶液完全吸收,则产品纯度为_______ 。
已知:碱性连苯三酚溶液能吸收O2。
(1)装置B中发生反应的化学方程式为
(2)该小组同学认为该实验存在明显不足,可能会导致产品变质,氮化锶遇水发生反应的化学方程式为
(3)产品纯度的测定:称取0.5000g所得产品,加入干燥的三颈烧瓶中,加入蒸馏水,并通过足量水蒸气,将产生的氨全部蒸出,所蒸出的气体恰好被2mL 1.00mol/L HCl标准溶液完全吸收,则产品纯度为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐3】溴化亚铜(CuBr)微溶于水,不溶于乙醇,可用作有机合成中的催化剂。实验室可利用无水硫酸铜、溴化钠为主要原料制备溴化亚铜,流程如图:
已知:产率 =(实际产量/理论产量)×100%
(1)制备CuBr的反应在装置乙中进行,向其中加入32 g CuSO4和23 g NaBr配制成150 mL水溶液,然后通入足量的SO2(部分夹持及加热装置已略去)。
①装置甲中,不能采用稀硫酸,一般采用70%左右的浓硫酸,其原因是___________ 。
②写出装置乙中发生反应的离子方程式:___________ ,该反应需保持反应液在60℃,最佳加热方式为___________ 。
(2)洗涤CuBr沉淀时采用SO2的水溶液而不采用蒸馏水,其目的是___________ 。
(3)最后经洗涤、干燥得到24.48 g产品,则该实验的产率是___________ 。(保留两位有效数字)
已知:产率 =(实际产量/理论产量)×100%
(1)制备CuBr的反应在装置乙中进行,向其中加入32 g CuSO4和23 g NaBr配制成150 mL水溶液,然后通入足量的SO2(部分夹持及加热装置已略去)。
①装置甲中,不能采用稀硫酸,一般采用70%左右的浓硫酸,其原因是
②写出装置乙中发生反应的离子方程式:
(2)洗涤CuBr沉淀时采用SO2的水溶液而不采用蒸馏水,其目的是
(3)最后经洗涤、干燥得到24.48 g产品,则该实验的产率是
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