解题方法
1 . 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体为亮绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇,具有光敏性(光照分解),是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。其实验室制备的步骤如下:
I.称取,倒入烧杯中,加入溶液,再加,加热使其溶解;
II.在上述溶液中加入的溶液,搅拌并加热煮沸,生成黄色沉淀,用倾泻法洗涤该沉淀3次;
III.将上述黄色沉淀加入如图(加热装置已省略)装置中,加入足量饱和溶液,控制温度为40℃加热并搅拌,缓慢滴加溶液至过量,一段时间后出现红褐色浑浊,继续加热溶液至沸腾;
IV.保持上述体系近沸状态,加入一定量调节溶液的pH保持在4~5,此时溶液是翠绿色,趁热将溶液过滤到烧杯中,冷却、加入乙醇,结晶、抽滤至干即得。
回答下列问题:
(1)中与形成稳定的环状结构,铁原子的配位数为_______ 。
(2)晒制蓝图时,用作感光剂,以溶液为显色剂。光照其光解反应的化学方程式为;显色反应中生成的蓝色物质的化学式为_______ 。
(3)步骤I中,加入溶液是为了防止_______ 。
(4)步骤III中,控制反应温度为40℃的加热方式是_______ ,出现红褐色浑浊的主要反应化学方程式为_______ ,继续加热煮沸的目的是_______ 。
(5)步骤IV中,加入乙醇的作用是_______ 。
I.称取,倒入烧杯中,加入溶液,再加,加热使其溶解;
II.在上述溶液中加入的溶液,搅拌并加热煮沸,生成黄色沉淀,用倾泻法洗涤该沉淀3次;
III.将上述黄色沉淀加入如图(加热装置已省略)装置中,加入足量饱和溶液,控制温度为40℃加热并搅拌,缓慢滴加溶液至过量,一段时间后出现红褐色浑浊,继续加热溶液至沸腾;
IV.保持上述体系近沸状态,加入一定量调节溶液的pH保持在4~5,此时溶液是翠绿色,趁热将溶液过滤到烧杯中,冷却、加入乙醇,结晶、抽滤至干即得。
回答下列问题:
(1)中与形成稳定的环状结构,铁原子的配位数为
(2)晒制蓝图时,用作感光剂,以溶液为显色剂。光照其光解反应的化学方程式为;显色反应中生成的蓝色物质的化学式为
(3)步骤I中,加入溶液是为了防止
(4)步骤III中,控制反应温度为40℃的加热方式是
(5)步骤IV中,加入乙醇的作用是
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2 . 氨基甲酸铵是一种重要的化工原料,可用于药物合成、制备化学肥料、灭火剂或洗涤剂等。某化学兴趣小组用如图所示装置制取氨基甲酸铵:
已知:①制取氨基甲酸铵反应为: 。
②氨基甲酸铵溶于水后生成和。
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称是___________ ,装置2的作用是除去中的水蒸气,其盛装的试剂是___________ 。
(2)装置7是实验室制备氨气,其化学方程式为___________ 。
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是___________ 。
(4)实验制得产品,其中可能含有碳酸氢铵杂质(不考虑碳酸氢铵与一水合氨的之间的反应)。设计方案进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀硝酸、溶液、澄清石灰水、溶液、稀盐酸。
通过计算氨基甲酸铵的质量分数是___________ 。(保留小数点后两位)[、]
(5)氨基甲酸铵易分解,用如图所示装置测定时该分解反应的化学平衡常数,实验步骤如下:
(I)关闭,打开和,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭。
(II)关闭,___________ ,读取压强数值。
测得时压强为。
①请在空白处完善步骤II的实验操作。
②若步骤I中测压仪数值未稳定即关闭,测量值___________ (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
已知:①制取氨基甲酸铵反应为: 。
②氨基甲酸铵溶于水后生成和。
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称是
(2)装置7是实验室制备氨气,其化学方程式为
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是
(4)实验制得产品,其中可能含有碳酸氢铵杂质(不考虑碳酸氢铵与一水合氨的之间的反应)。设计方案进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀硝酸、溶液、澄清石灰水、溶液、稀盐酸。
实验步骤 | 预期现象和结论 |
步骤1:取固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解 | 得到无色溶液 |
步骤2:向试管中继续加入足量澄清石灰水 | |
步骤3:过滤、洗涤、 | 证明样品中有碳酸氢铵 |
(5)氨基甲酸铵易分解,用如图所示装置测定时该分解反应的化学平衡常数,实验步骤如下:
(I)关闭,打开和,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭。
(II)关闭,
测得时压强为。
①请在空白处完善步骤II的实验操作。
②若步骤I中测压仪数值未稳定即关闭,测量值
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3 . 高铁酸钾(K2FeO4,极易溶于水,溶液呈紫红色)是一种绿色净水剂,易溶于水。某小组在实验室条件下制备K2FeO4并探究其性质。回答下列问题:
实验(一)制备K2FeO4。
(1)仪器M的名称是
(2)装置C中生成K2FeO4的化学方程式为
实验(二)探究K₂FeO4的性质。
已知:实验中观察到试管b中溶液变为蓝色,试管a中溶液由紫红色变为黄色并产生气泡。
(3)R溶液为
(4)设计一种方案检验从d口逸出的气体:
ll.探究K₂FeO4在酸性条件下的氧化性。
(5)向K₂FeO4溶液中滴加少量用稀硫酸酸化后的MnSO4溶液,溶液呈紫红色。
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4 . 按如下工艺流程以废旧锌锰干电池的外壳锌皮(含有少量Fe、ZnCl2、MnO2等杂质)为原料制取皓矾(ZnSO4·7H2O)。
已知:①Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,当pH≥12.0时,Zn(OH)2开始转化为而溶解。
②金属氢氧化物沉淀的pH:
请回答下列问题:
(1)“酸溶I”时,为了提高酸溶速率,可采取的措施有:___________ (任答两点),“滤渣I”的主要成分是___________ 。
(2)“氧化”时,酸性滤液中加入H2O2反应的离子方程式为___________ ,可用NaNO2代替H2O2,但缺点是___________ 。
(3)常温下,加入NaOH调pH=b,b的取值范围是___________ ,若“滤液”的pH=6,则溶液中残留的c(Zn2+)=___________ mol/L。
(4)“操作Ⅳ”的具体操作是___________ ,过滤,洗涤,干燥。
已知:①Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,当pH≥12.0时,Zn(OH)2开始转化为而溶解。
②金属氢氧化物沉淀的pH:
氢氧化物 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Zn(OH)2 | 5.7 | 8.0 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
(1)“酸溶I”时,为了提高酸溶速率,可采取的措施有:
(2)“氧化”时,酸性滤液中加入H2O2反应的离子方程式为
(3)常温下,加入NaOH调pH=b,b的取值范围是
(4)“操作Ⅳ”的具体操作是
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5 . 以石膏矿(主要含2CaSO4•H2O,还含有少量Al2O3、Fe2O3、SiO2)为原料制取CaCl2溶液和(NH4)2SO4晶体,一种工艺流程如下:
(1)浸取前将石膏矿粉碎,其目的是___________ 。
(2)“浸取”时,发生反应:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。达到平衡时,溶液中=___________ 。[已知:Ksp(CaSO4)=4.8×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9]
(3)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可得到(NH4)2CO3溶液,其化学方程式为___________ ,浸取时控制反应温度在60~70℃,控温方法是___________ 。
(4)“滤渣”的主要成分是Al2O3、Fe2O3、___________ ;“一系列操作”为:加入适量稀硫酸,然后经过减压蒸发浓缩、___________ 、过滤、洗涤、干燥。
(5)已知:相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
则“调pH”中需要调节的pH范围___________ 。
(1)浸取前将石膏矿粉碎,其目的是
(2)“浸取”时,发生反应:CaSO4(s)+CO(aq)CaCO3(s)+SO(aq)。达到平衡时,溶液中=
(3)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可得到(NH4)2CO3溶液,其化学方程式为
(4)“滤渣”的主要成分是Al2O3、Fe2O3、
(5)已知:相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Ca2+ |
开始沉淀的pH | 1.8 | 3.4 | 11.3 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 4.8 | … |
pH=8.3时,Al(OH)3开始溶解 |
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6 . 硫氰化钾(KSCN)是一种重要的无机物,主要用于合成树脂、杀虫杀菌剂等,也是的常用指示剂,实验室模拟工业制备硫氰化钾(KSCN)的实验装置如图:
已知:不溶于水,密度比水大;不溶于。
实验步骤如下:
Ⅰ.检查装置的气密性
(1)关闭、,打开,依据滴液漏斗中的水能否顺利流下检查装置B的气密性是否合理_________ 。(填“合理”或“不合理”)
(2)装置B中,与滴液漏斗相连接的仪器名称为_______________ 。
Ⅱ.制备溶液:
检查装置的气密性良好,向三颈烧瓶内加入、水和催化剂,液体必须浸没导气管口,实验开始时打开,关闭、,加热装置A、B。回答下列问题:
(3)装置A中的大试管可以盛放的试剂为____________ (填序号),并写出该反应的化学方程式______________ 。
A.浓氨水 B.和
C. D.
(4)不仅作为反应物充分参加反应,其作用还有___________ 、__________________ 。
Ⅲ.制备KSCN晶体
移去A处的酒精灯,关闭,将B与C或D连接,打开,移开水浴装置,将装置B继续加热至105℃,使完全分解(产生两种气体),然后再打开,缓慢滴入溶液,持续加热充分反应生成产品的同时产生两种气体,反应结束后先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥,得到硫氰化钾晶体粗产品。
(5)B应和____________ (填C或D)连接。
(6)写出滴入溶液时,装置B中发生反应的化学方程式是_______________________ 。
(7)酸性溶液可吸收分解产生的两种气体,溶液中出现淡黄色的浑浊,写出生成淡黄色浑浊的离子方程式__________________________ 。
已知:不溶于水,密度比水大;不溶于。
实验步骤如下:
Ⅰ.检查装置的气密性
(1)关闭、,打开,依据滴液漏斗中的水能否顺利流下检查装置B的气密性是否合理
(2)装置B中,与滴液漏斗相连接的仪器名称为
Ⅱ.制备溶液:
检查装置的气密性良好,向三颈烧瓶内加入、水和催化剂,液体必须浸没导气管口,实验开始时打开,关闭、,加热装置A、B。回答下列问题:
(3)装置A中的大试管可以盛放的试剂为
A.浓氨水 B.和
C. D.
(4)不仅作为反应物充分参加反应,其作用还有
Ⅲ.制备KSCN晶体
移去A处的酒精灯,关闭,将B与C或D连接,打开,移开水浴装置,将装置B继续加热至105℃,使完全分解(产生两种气体),然后再打开,缓慢滴入溶液,持续加热充分反应生成产品的同时产生两种气体,反应结束后先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥,得到硫氰化钾晶体粗产品。
(5)B应和
(6)写出滴入溶液时,装置B中发生反应的化学方程式是
(7)酸性溶液可吸收分解产生的两种气体,溶液中出现淡黄色的浑浊,写出生成淡黄色浑浊的离子方程式
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7 . 铋及其化合物在工业生产中用途广泛,如氯氧化铋(BiOCl)常用作电子设备、塑料助剂等。以下是一种用铋精矿(Bi2S3,含有FeS2、Cu2S、PbO2及不溶性杂质)制备BiOCl的一种方法,其流程如图:
已知:
①开始沉淀的pH为1.9,沉淀完全时的pH为3.2。
②开始沉淀的pH为7.0,沉淀完全时的pH为9.0。
③pH≥3时,BiCl3极易水解为BiOCl沉淀。
请回答以下问题:
(1)“加压浸取”过程中,Bi2S3转化为Bi2O3,FeS2转化为Fe2O3,而Cu2S溶解进入浸出液,且硫元素转化为,请写出Cu2S在此过程中发生反应的离子方程式:___________ 。
(2)“操作I”为___________ 。基态的价层电子轨道表示式是___________ 。
(3)分析盐酸羟胺((NH3OHCl)在流程中的作用是___________ (至少答一点)。
(4)滤液3中的浓度为0.056g/L,“调pH”步骤中pH的范围为___________ 。
(5)写出流程中生成BiOCl的离子方程式:___________ 。
(6)铋化锂晶胞结构如图所示:
①晶胞可以看作是由Bi原子构成的面心立方晶格,Li原子填充在其中的四面体和八面体空隙处,图中铋原子坐标参数:A为,B为___________ 。
②若晶胞的参数为apm,阿伏加德罗常数为,晶体的密度计算表达式为。
已知:
①开始沉淀的pH为1.9,沉淀完全时的pH为3.2。
②开始沉淀的pH为7.0,沉淀完全时的pH为9.0。
③pH≥3时,BiCl3极易水解为BiOCl沉淀。
请回答以下问题:
(1)“加压浸取”过程中,Bi2S3转化为Bi2O3,FeS2转化为Fe2O3,而Cu2S溶解进入浸出液,且硫元素转化为,请写出Cu2S在此过程中发生反应的离子方程式:
(2)“操作I”为
(3)分析盐酸羟胺((NH3OHCl)在流程中的作用是
(4)滤液3中的浓度为0.056g/L,“调pH”步骤中pH的范围为
(5)写出流程中生成BiOCl的离子方程式:
(6)铋化锂晶胞结构如图所示:
①晶胞可以看作是由Bi原子构成的面心立方晶格,Li原子填充在其中的四面体和八面体空隙处,图中铋原子坐标参数:A为,B为
②若晶胞的参数为apm,阿伏加德罗常数为,晶体的密度计算表达式为。
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8 . 废旧钴酸锂电池的正极材料主要含有难溶于水的LiCoO2及少量Al、Fe、炭黑等,常用如图1所示的一种工艺分离并回收其中的金属钴和锂。
已知:①Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15;
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表:
回答下列问题:
(1)LiCoO2中元素Co的化合价为___________ 。
(2)为提高碱浸率,可采取的措施有___________ (答出一条即可)。
(3)碱浸时的离子反应方程式为___________ 。
(4)沉钴的离子方程式为___________ 。
(5)加氨水控制沉钴的pH,当a≥___________ 时,此时溶液中c(Co2+)≤10-5mol⋅L-1,即认为“沉钴”完全。
(6)钴的氢氧化物加热至290℃时可以完全脱水,所得产物可用于合成钛酸钴。钛酸钴的晶胞结构如图2所示,则该晶体化学式为___________ 。
(7)[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2是钴的一种配合物,含1mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液能生成___________ molAgCl,该配合物中Co3+的配位数为___________ 。
已知:①Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15;
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表:
金属阳离子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ |
开始沉淀的pH | 4.2 | 2.7 | 7.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.6 |
(1)LiCoO2中元素Co的化合价为
(2)为提高碱浸率,可采取的措施有
(3)碱浸时的离子反应方程式为
(4)沉钴的离子方程式为
(5)加氨水控制沉钴的pH,当a≥
(6)钴的氢氧化物加热至290℃时可以完全脱水,所得产物可用于合成钛酸钴。钛酸钴的晶胞结构如图2所示,则该晶体化学式为
(7)[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2是钴的一种配合物,含1mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液能生成
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9 . 亚硝酸钙广泛应用于钢筋混凝土工程中,主要用作水泥硬化促进剂和防冻阻锈剂,其为白色粉末,易潮解、易溶于水。实验室采用下列装置,用干燥的与过氧化钙反应制取。
(1)仪器A的名称是
(2)装置的连接顺序是:c→
(3)滴入稀硝酸前需要通入一段时间,待反应结束后还需继续通一会,继续通的目的是
(4)装置Ⅱ中滴入稀硝酸后,A中观察到的现象是
(5)装置Ⅴ的作用是
(6)装置Ⅵ中氮元素被氧化成价,则反应的离子方程式为
(7)测定所得亚硝酸钙产品中硝酸钙的含量,实验步骤如下:
①除去时,需要煮沸,其反应的化学方程式为
②滴定时消耗标准液的体积为,则所得产品中硝酸钙的质量分数为
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10 . 在中国古代,硫酸被炼丹术士称为“绿矾油”。这是因为生产硫酸最古老的方法是以绿矾为原料,在蒸馏釜中煅烧后,釜中逸出刺激性气味的气体,同时有油状液体流出,残留固体呈红棕色。
(1)请写出煅烧绿矾过程中发生反应的化学方程式:
①___________ ;
②___________ 。
(2)化学探究小组的同学用如图所示装置模拟用绿矾制硫酸的实验,并检验生成的硫酸和二氧化硫(加热装置已略去),其中b为干燥的试管。下列关于该反应说法正确的是___________。
(1)请写出煅烧绿矾过程中发生反应的化学方程式:
①
②
(2)化学探究小组的同学用如图所示装置模拟用绿矾制硫酸的实验,并检验生成的硫酸和二氧化硫(加热装置已略去),其中b为干燥的试管。下列关于该反应说法正确的是___________。
A.若将反应后的气体通入溶液中,产生的沉淀为 |
B.b中产物用紫色石蕊试液即可检验出其中和 |
C.为检验反应的气态生成物是,试管c中应加入的试剂为NaOH溶液 |
D.b中所得到的硫酸的质量分数为29.5% |
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