1 . 利用废旧锂电池可回收金属元素。已知废旧锂离子电池的主要成分为以及 等单质,回收工艺流程如图:回答下列问题:
(1)“反萃取”中主要用到的玻璃仪器是_______(填字母)。
(2)“生化反应”后溶液中存在的主要阳离子有 、_______ 。“生化反应”最初使用的是和 ,该过程中反应的 与还原剂的物质的量之比为_______ ,使用细菌的优点是_______ 。
(3)萃取率随温度变化如图所示,请解释变化的原因:_______ 。(4)“沉铜”过程中发生反应的离子方程式为_______ 。
(5)(相对分子质量为183)经过反复洗涤、干燥后,进行灼烧,加热到 过程中,若生成两种气体,剩余固体的质量为 ,所得固体成分为_______ (填化学式)。
(6)金属铜的晶胞如图所示,此晶胞的边长为 ,设 为阿伏加德罗常数的值,则铜晶胞的密度ρ=_______ g∙cm-3 (用含 的代数式表示)。
(1)“反萃取”中主要用到的玻璃仪器是_______(填字母)。
A.漏斗 | B.胶头滴管 | C.分液漏斗 | D.蒸馏烧瓶 |
(2)“生化反应”后溶液中存在的主要阳离子有 、
(3)萃取率随温度变化如图所示,请解释变化的原因:
(5)(相对分子质量为183)经过反复洗涤、干燥后,进行灼烧,加热到 过程中,若生成两种气体,剩余固体的质量为 ,所得固体成分为
(6)金属铜的晶胞如图所示,此晶胞的边长为 ,设 为阿伏加德罗常数的值,则铜晶胞的密度ρ=
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2 . 某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下。
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O;CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质如表所示:
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为:______ 。
(2)装置B中的试剂是______ ,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物______ (填化学式)的量增加;装置D可采用______ 加热的方法控制反应温度在70℃左右。
(3)装置D中球形冷凝管的作用为______ 。写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式:______ 。
(4)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol·L-1碘标准溶液22.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,待反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为______ 。(计算结果保留三位有效数字)
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-=CHCl3+HCOO-;HCOO-+I2=H++2I-+CO2↑;I2+2S2O=2I-+S4O。
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O;CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质如表所示:
C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl | |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(2)装置B中的试剂是
(3)装置D中球形冷凝管的作用为
(4)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol·L-1碘标准溶液22.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,待反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-=CHCl3+HCOO-;HCOO-+I2=H++2I-+CO2↑;I2+2S2O=2I-+S4O。
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3 . 过二硫酸钠(Na2S2O8)是白色晶状粉末,易溶于水,不溶于乙醇,加热至65℃就会发生分解,常用作漂白剂,金属表面处理剂等。实验室以过氧化氢、浓硫酸和碳酸钠为原料制备过二硫酸钠。
I.过一硫酸(H2SO5)的合成
原理:H2O2+H2SO4=H2SO5+H2O。(1)仪器B的名称是________ 。
(2)水槽中盛放的试剂C是________ (填“冰水”或“热水”)。
Ⅱ.过二硫酸钠(Na2S2O8)的合成
取下球形冷凝管A,在适当搅拌的条件下,沿瓶口a向仪器B中加入一定量的无水碳酸钠,控制加入速度,并控制反应温度在60℃左右,待碳酸钠完全溶解后继续恒温搅拌20min使之反应完全,这个过程中瓶口a不能封闭。
(3)合成反应分两步完成:________ ,2Na2SO4+H2SO5=2Na2S2O8+H2O。
(4)反应完毕,将仪器B中的溶液减压浓缩;结晶过滤、洗涤干燥,可得过硫酸钠,减压浓缩的原因是_________________ 。
(5)1mol Na2S2O8中存在的-O-O-数目为________ 。
(6)Na2S2O8具有强氧化性,可将I-氧化为I2:+2I-=2+I2↓,可用Fe2+作催化剂改变上述反应途径。试用离子方程式表示Fe2+对上述反应催化的历程:_____________ 、__________ 。
(7)取适量过二硫酸钠,装入硬质玻璃管中,加热,将分解产物依次通过装置B、C、D,实验中发现B中U形管内产生无色液体,接着无色液体慢慢变成固体,C中溶液颜色无明显变化,D中溶液逐渐变蓝色。取硬质玻璃管少量残留固体于试管中,加入蒸馏水,溶解后滴加BaCl2溶液和盐酸,产生白色沉淀。写出A装置中发生反应的化学方程式:____________ 。
I.过一硫酸(H2SO5)的合成
原理:H2O2+H2SO4=H2SO5+H2O。(1)仪器B的名称是
(2)水槽中盛放的试剂C是
Ⅱ.过二硫酸钠(Na2S2O8)的合成
取下球形冷凝管A,在适当搅拌的条件下,沿瓶口a向仪器B中加入一定量的无水碳酸钠,控制加入速度,并控制反应温度在60℃左右,待碳酸钠完全溶解后继续恒温搅拌20min使之反应完全,这个过程中瓶口a不能封闭。
(3)合成反应分两步完成:
(4)反应完毕,将仪器B中的溶液减压浓缩;结晶过滤、洗涤干燥,可得过硫酸钠,减压浓缩的原因是
(5)1mol Na2S2O8中存在的-O-O-数目为
(6)Na2S2O8具有强氧化性,可将I-氧化为I2:+2I-=2+I2↓,可用Fe2+作催化剂改变上述反应途径。试用离子方程式表示Fe2+对上述反应催化的历程:
(7)取适量过二硫酸钠,装入硬质玻璃管中,加热,将分解产物依次通过装置B、C、D,实验中发现B中U形管内产生无色液体,接着无色液体慢慢变成固体,C中溶液颜色无明显变化,D中溶液逐渐变蓝色。取硬质玻璃管少量残留固体于试管中,加入蒸馏水,溶解后滴加BaCl2溶液和盐酸,产生白色沉淀。写出A装置中发生反应的化学方程式:
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4 . 焦亚硫酸钠是一种抗氧化剂,受热易分解。某研究小组用下述方法制备少量:在不断搅拌下,控制反应温度在左右,向过饱和溶液中通入适量,在左右静置结晶。实验装置如图所示。_______ (填“是”或“否”)。
(2)已知平衡时含硫微粒的分布系数(分布系数)与的关系如图所示。装置中,与溶液反应的离子方程式为_______ ;判定可停止通的实验操作为_______ 。
(3)装置的作用是_______ 。
(4)制得的中混有和杂质,其可能的原因是_______ 。
(5)测定某葡萄酒中残留量,取样品,用的碘标准液滴定至终点,消耗标准液。滴定反应为。该样品中的残留量为_______ ;以下操作会造成残留量测定值偏高的是_______ (填字母)。
A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
C.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
(1)生成的化学方程式为,该反应是否为氧化还原反应
(2)已知平衡时含硫微粒的分布系数(分布系数)与的关系如图所示。装置中,与溶液反应的离子方程式为
(3)装置的作用是
(4)制得的中混有和杂质,其可能的原因是
(5)测定某葡萄酒中残留量,取样品,用的碘标准液滴定至终点,消耗标准液。滴定反应为。该样品中的残留量为
A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
C.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
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5 . 三氯化铬主要用作媒染剂及催化剂,在高温下能被氧气氧化。
I.实验室以重铬酸铵为原料合成三氯化铬
步骤1.加热使晶体分解为。
步骤2.取2.5 g干燥的置于小瓷舟中(装置如下),将小瓷舟置于石英管内并使它们正好位于管式炉的中部。在锥形瓶中加入50∼60 mL,然后将锥形瓶置于水浴中,并维持水浴温度60∼65℃,同时加热管式炉。当管式炉温度升至500℃左右时,开始通入适当流速的,当管式炉加热至700℃时,停止升温,保温2小时。然后关闭管式炉电源,撤去锥形瓶下水浴,在氮气气氛中冷却。(1)请写出加热分解的化学方程式:___________ 。
(2)制备时,反应管中生成的同时还生成有毒的、易水解的。可用NaOH溶液吸收,其离子方程式为___________ 。
(3)向A中通入的作用为___________ 、___________ 。其流速不能太快的原因是___________ 。
II.样品中三氯化铬质量分数的测定
称取样品0.3000 g,加水溶解并定容于250 mL容量瓶中。移取25.00 mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,加热至沸后加入1 g,充分加热煮沸,适当稀释,然后加入过量2 mol⋅L至溶液呈强酸性,此时铬以存在,再加入1.1 g KI,加塞摇匀,充分反应后铬以存在,于暗处静置5 min后,加入适量指示剂,用0.0250 mol⋅L标准溶液滴定至终点,平行测定三次,平均消耗标准溶液21.00 mL。已知:。
(4)下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.该实验可选用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色
B.若实验过程中未充分加热煮沸,则测定结果偏低
C.加入KI时,发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
(5)样品中无水三氯化铬的质量分数为___________ (保留三位有效数字)。
I.实验室以重铬酸铵为原料合成三氯化铬
步骤1.加热使晶体分解为。
步骤2.取2.5 g干燥的置于小瓷舟中(装置如下),将小瓷舟置于石英管内并使它们正好位于管式炉的中部。在锥形瓶中加入50∼60 mL,然后将锥形瓶置于水浴中,并维持水浴温度60∼65℃,同时加热管式炉。当管式炉温度升至500℃左右时,开始通入适当流速的,当管式炉加热至700℃时,停止升温,保温2小时。然后关闭管式炉电源,撤去锥形瓶下水浴,在氮气气氛中冷却。(1)请写出加热分解的化学方程式:
(2)制备时,反应管中生成的同时还生成有毒的、易水解的。可用NaOH溶液吸收,其离子方程式为
(3)向A中通入的作用为
II.样品中三氯化铬质量分数的测定
称取样品0.3000 g,加水溶解并定容于250 mL容量瓶中。移取25.00 mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,加热至沸后加入1 g,充分加热煮沸,适当稀释,然后加入过量2 mol⋅L至溶液呈强酸性,此时铬以存在,再加入1.1 g KI,加塞摇匀,充分反应后铬以存在,于暗处静置5 min后,加入适量指示剂,用0.0250 mol⋅L标准溶液滴定至终点,平行测定三次,平均消耗标准溶液21.00 mL。已知:。
(4)下列说法正确的是
A.该实验可选用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色
B.若实验过程中未充分加热煮沸,则测定结果偏低
C.加入KI时,发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
(5)样品中无水三氯化铬的质量分数为
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6 . 在实验室可用Cl2和NH4Cl溶液反应制取NCl3,所用仪器如图所示(忽略部分夹持装置):已知:1.NCl3是一种黄色油状液体,可用于漂白和杀菌。熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸。2.在弱酸性溶液中稳定,在热水中易水解,遇碱则迅速反应。
回答下列问题:
(1)盛装NH4Cl的仪器名称为___________ ;药品X可为___________ ;根据气流方向,各仪器的连接顺序为___________ (用各接口字母表示,各接口所需橡胶塞已省略)。
(2)待反应至油状液体不再增加,用止水夹夹住ab间的橡胶管,控制水浴加热的温度范围为___________ ,将产品NCl3蒸出。
(3) NCl3含量测定:NCl3可将HCl氧化为Cl2其化学反应方程式为___________ 。
(4)利用间接碘量法测定氯气的量即可测定NCl3的纯度。实验步骤如下:
ⅰ.准确称量C中的产物0.5g置于三颈烧瓶中,加入10mL足量浓盐酸,使用磁力搅拌器搅拌,并鼓入氮气;
ⅱ.将混合气通入200mL0.1 mol∙L-1KI溶液中,待试管中无色液体变成黄色且颜色不再变化,关闭氮气(溶液体积变化忽略不计);
ⅲ.量取20.00mL吸收液,加入淀粉指示剂,用0.1 mol∙L-1 Na2S2O3标准液进行滴定,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液18.00mL。(已知:反应原理为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)
①确定滴定终点的现象为___________ 。
②NCl3的质量为___________ g。(精确到小数点后四位)。
回答下列问题:
(1)盛装NH4Cl的仪器名称为
(2)待反应至油状液体不再增加,用止水夹夹住ab间的橡胶管,控制水浴加热的温度范围为
(3) NCl3含量测定:NCl3可将HCl氧化为Cl2其化学反应方程式为
(4)利用间接碘量法测定氯气的量即可测定NCl3的纯度。实验步骤如下:
ⅰ.准确称量C中的产物0.5g置于三颈烧瓶中,加入10mL足量浓盐酸,使用磁力搅拌器搅拌,并鼓入氮气;
ⅱ.将混合气通入200mL0.1 mol∙L-1KI溶液中,待试管中无色液体变成黄色且颜色不再变化,关闭氮气(溶液体积变化忽略不计);
ⅲ.量取20.00mL吸收液,加入淀粉指示剂,用0.1 mol∙L-1 Na2S2O3标准液进行滴定,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液18.00mL。(已知:反应原理为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)
①确定滴定终点的现象为
②NCl3的质量为
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7 . 乙苯是主要的有机化工产品。某课题组拟制备乙苯,其反应原理为:Ⅰ.制备无水(已知:易升华,冷却易结块,易潮解)(1)导管接口顺序为___________ ___________ ,的作用是___________ 。
(2)装置为冷凝并收集。装置、存在的安全隐患为___________ 。
Ⅱ.制备乙苯
步骤1:连接装置并检查气密性(如图所示,夹持装置省略)。
步骤2:用酒精灯微热三颈烧瓶。
步骤3:向三颈烧瓶中加入苯(过量)和无水,在搅拌下滴加溴乙烷,下加热。
步骤4:提纯产品。
(3)本实验宜采用的加热方式为___________ ,为了证明三颈烧瓶中已发生了上述反应,烧杯中的“溶液”可以是___________ (填字母序号)。
A.溶液B.石蕊试液C.品红溶液D.溶液
(4)提纯产品的步骤有:①用大量水洗;②用稀盐酸洗除;③少量蒸馏水水洗;④加入大量无水氯化钙;⑤___________ ;(填操作名称,下同)⑥___________ ,并收集时的产品。
(5)实验中收集到乙苯,则乙苯的产率为___________ 。
(2)装置为冷凝并收集。装置、存在的安全隐患为
Ⅱ.制备乙苯
名称 | 分子量 | 沸点 | 密度 | 实验装置 |
苯 | 78 | |||
溴乙烷 | 109 | |||
乙苯 | 106 |
步骤2:用酒精灯微热三颈烧瓶。
步骤3:向三颈烧瓶中加入苯(过量)和无水,在搅拌下滴加溴乙烷,下加热。
步骤4:提纯产品。
(3)本实验宜采用的加热方式为
A.溶液B.石蕊试液C.品红溶液D.溶液
(4)提纯产品的步骤有:①用大量水洗;②用稀盐酸洗除;③少量蒸馏水水洗;④加入大量无水氯化钙;⑤
(5)实验中收集到乙苯,则乙苯的产率为
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解题方法
8 . 草酸是一种白色粉末,左右开始少量升华,熔点为左右分解产生和;可与酸性溶液反应;其钠盐易溶于水,钙盐难溶于水;电离平衡常数为。
1.草酸可用于实验室制备少量气体,应选择的发生装置为___________ 。2.将草酸受热分解产生的气体进行如下实验。下列说法正确的是 。
常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定量等浓度的溶液。
3.当时,溶液呈___________。
A.酸性 B.碱性 C.中性 D.无法判断
此时,溶液中___________ 。
4.当时,计算该溶液的___________ 。(结果保留两位小数)计算过程。
1.草酸可用于实验室制备少量气体,应选择的发生装置为
A.用足量的溶液充分吸收后,可收集得到纯净的 |
B.通过灼热的氧化铜,若出现黑色变红色现象,则产生的气体中一定有CO |
C.通入足量的澄清石灰水中,若能产生白色沉淀,则产生的气体中一定有 |
D.通入酸性溶液中,若能使溶液褪色,说明草酸具有还原性 |
常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定量等浓度的溶液。
3.当时,溶液呈___________。
A.酸性 B.碱性 C.中性 D.无法判断
此时,溶液中
4.当时,计算该溶液的
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解题方法
9 . 过硫酸铵被广泛用于金属及半导体材料的表面处理剂和印刷线路的刻蚀剂。实验室选用下列装置制备,反应原理为。下列说法正确的是
A.装置中固体药品为 |
B.装置的作用是干燥氨气 |
C.制备时仪器的连接顺序为 |
D.装置D的作用是收集氨气 |
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解题方法
10 . 某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的,其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是
A.X只能是稀硫酸 |
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b,再向烧瓶中加入X |
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 |
D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则可较长时间存在 |
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