2023年高考真题变式分类汇编:蒸发和结晶、重结晶2

2023年高考真题变式分类汇编:蒸发和结晶、重结晶2
一、选择题
1.(2021·浙江)下列说法正确的是(  )
A.减压过滤适用于过滤胶状氢氧化物类沉淀
B.实验室电器设备着火,可用二氧化碳灭火器灭火
C.制备硫酸亚铁铵晶体时,须将含 和 的溶液浓缩至干
D.将热的 饱和溶液置于冰水中快速冷却即可制得颗粒较大的晶体
【答案】B
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.胶体的直径小于滤纸的孔径,因此胶体可以透过滤纸,但是胶体可能堵塞滤纸,故A不符合题意
B.实验室设备着火可以用二氧化碳灭火器进行灭火,故B符合题意
C.加热蒸干硫酸亚铁和硫酸铵的溶液时可能得到的是将结晶水失去,故C不符合题意
D.将热的硝酸钾的饱和溶液快速冷却得到的是较小的晶体颗粒,故D不符合题意
故答案为:B
【分析】A.可以选择的是半透薄进行过滤
B.二氧化碳不能燃烧不支持燃烧可以用来灭火
C.一般制取晶体时得到较多晶体时,即可停止加热利用余热将其蒸干
D.要想得到大的晶体应该是缓慢冷却
2.(2019·江苏)下列实验操作能达到实验目的的是(  )
A.用经水湿润的pH试纸测量溶液的pH
B.将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L 1NaOH溶液
C.用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体
D.用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2
【答案】D
【知识点】溶液酸碱性的判断及相关计算;二氧化硫的性质;蒸发和结晶、重结晶;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A、测溶液的pH值时,应用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,显色后与标准比色卡对照,得出溶液的pH值;若pH试纸润湿,则相当于对溶液进行了稀释操作,对于酸性溶液,会使得结果偏大,对于碱性溶液,会的结果偏小,对于中性溶液,则无影响,A不符合题意;
B、配制一定物质的量浓度的溶液时,应先将固体在烧杯中溶解,恢复至室温后,再转移到容量瓶中,不可在容量瓶内进行溶解操作,B不符合题意;
C、AlCl3在水中易水解,产生Al(OH)3和具有挥发性的HCl,直接加热蒸发AlCl3溶液,最终得到的是Al(OH)3,欲得到AlCl3晶体,应在HCl气流中加热蒸发,以抑制AlCl3的水解,C不符合题意;
D、SO2能与NaOH溶液反应,乙烯不能,故将混合气体通过NaOH溶液,可除去乙烯中混有的SO2,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、根据测溶液pH的实验操作分析;
B、不能在容量瓶内进行溶解;
C、AlCl3在水中易水解,产生Al(OH)3和具有挥发性的HCl;
D、SO2能与NaOH溶液反应,乙烯不能;
3.(2021·河西模拟)下列操作或装置(略去部分夹持仪器)能达到预期目的的是(  )
可用于收集Cl2或NH3 蒸发结晶得NaHCO3 除去HCl中少量SO2 验证非金属性:N>C>Si
A B C D
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;除杂;气体的收集;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.氯气的密度比空气的大,可采用 “长管进短管出”的集气方式收集,氨气的密度比空气的小,则采用“短管进长管出”的集气方式收集,A符合题意;
B.NaHCO3不稳定,受热易分解,所以不能利用蒸发结晶的方式制备碳酸氢钠固体,B不符合题意;
C.HCl可与NaHSO3发生反应生成SO2,不能达到除杂目的,C不符合题意;
D.浓硝酸易挥发,则盛有硅酸钠溶液的洗气瓶中若有白色沉淀生成,不一定是二氧化碳与硅酸钠溶液反应所导致,也可能是挥发的硝酸与硅酸钠反应而得到的硅酸沉淀,所以不能达到预期目的,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据密度与空气的差异即可判断收集方法,氯气和氨气与空气的密度差异较大故可以采用排空气法收集
B.一般采用冷却结晶的方法得到碳酸氢钠的晶体
C.利用饱和的碳酸氢钠溶液除杂
D.一般选择最高价氧化物对应的水合物进行判断非金属性的强弱
4.(2021·临汾模拟)利用实验器材(规格和数量不限,省略夹持装置),能够完成相应实验的有几项(  )
  实验器材 相应实验
① 量筒、温度计、烧杯、碎纸条、盖板 中和热的测定
② 烧杯、分液漏斗 用饱和 溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇
③ 量筒、玻璃捧、烧杯、 容量瓶 用浓盐酸配制 的稀盐酸溶液
④ 蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、直形冷凝管、锥形瓶、牛角管、石棉网 分离甲醇和甘油的混合物
⑤ 坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架 从食盐水中得到 晶体
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;除杂;配制一定物质的量浓度的溶液;中和热的测定
【解析】【解答】①缺少环形玻璃搅拌棒;③缺少胶头滴管;⑤蒸发结晶不用坩埚而用蒸发皿,只有②、④能够完成,故A符合题意;
故答案为:A。
【分析】①中和热的测定需要搅拌,搅拌时需要用环形玻璃棒 ②可以进行分液 ③配置一定物质的量浓度的溶液时定容1-2mL时需要用到胶头滴管 ④可以进行分离 ⑤蒸发结晶时用的是蒸发皿不是坩埚
5.(2021·晋中模拟)实验室提供的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、试管、蒸馏烧瓶,非玻璃仪器任选,选用上述仪器能完成的实验是(  )
A.配制一定浓度和体积的NaOH溶液
B.石油分馏
C.重结晶法提纯苯甲酸
D.从海带灰中提取碘单质
【答案】C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;蒸馏与分馏;物质的分离与提纯;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A.缺少一定体积的容量瓶和胶头滴管等仪器,故A实验不能完成;
B.缺少冷凝管、锥形瓶、牛角管等仪器,故B实验不能完成;
C.重结晶法提纯苯甲酸需要用到蒸发浓缩仪器——酒精灯、蒸发皿、玻璃棒,过滤仪器——烧杯、普通漏斗、玻璃棒,故C实验能完成;
D.提取碘需要分液装置,缺少分液漏斗,故D实验不能完成;
故答案为C。
【分析】A. 配制一定浓度和体积的NaOH溶液需要烧杯、胶头滴管、玻璃棒、一定体积容量瓶、玻璃棒
B.石油分离需要用到蒸馏烧瓶、温度计、酒精灯、冷凝管、锥形瓶、牛角管等仪器
C.重结晶法提纯苯甲酸的仪器是酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、烧杯、普通漏斗
D. 从海带灰中提取碘单质 的仪器是酒精灯、玻璃棒、烧杯、普通漏斗、分液漏斗
6.(2021·沧州模拟)实验室以碳化铝(含 少量C和 )和盐酸为原料在室温下反应制取甲烷并获得 ,下列图示装置不能达到相应实验目的的是(  )
已知: 。
A.制取 B.收集 C.滤去不溶物 D.制得
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】过滤;蒸发和结晶、重结晶;气体的收集;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A.碳化铝和盐酸为原料在室温下反应制取甲烷,装置符合要求,选项A能达到实验目的;
B.甲烷的密度小于空气,不与空气中的成分反应且不造成污染,可以用向下排空气法收集,选项B能达到实验目的;
C.滤去不溶物时可通过过滤完成,实验操作符合题意,选项C能达到实验目的;
D.含 的滤液在蒸发结晶过程中不断水解并挥发出HCl,最终得到碱式氯化铝、 或其分解产物,应在HCl气流中加热,选项D不能达到实验目的。
故答案为:D。
【分析】A.根据反应物和生成物以及条件进行判断
B.根据甲烷的密度进行判断收集方法
C.分液液体和固体一般用的是过滤
D.考虑到铝离子的水解,应该在氯化氢气流中进行蒸发结晶
7.(2021·海淀模拟)用下列仪器或装置进行相应实验,能达到实验目的的是(  )
A.蒸发结晶制备 晶体 B.分离苯和溴苯 C.实验室制取蒸馏水 D.配制100mL 溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;实验室制取蒸馏水;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A.碳酸氢钠具有热不稳定性,不适宜用蒸发结晶,A不符合题意;
B.苯和溴苯互溶,不能采用分液的方法分离,B不符合题意;
C.用天然水在实验室制备蒸馏水,天然水中所含矿物质的熔沸点高,蒸馏时水会沸腾,水蒸气经冷凝即为蒸馏水,C符合题意;
D.配制100mL 溶液应用100mL容量瓶、不能用烧杯,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.从溶液中写出碳酸氢钠晶体,应该采用降温结晶
B.均是有机物相似相溶应该采用蒸馏
C.制取蒸馏水需要用到蒸馏装置
D.配制容器使用错误,应该在烧杯中溶解冷却后转移到容量瓶中进行定容
8.(2020·哈尔滨模拟)下列装置能达到实验目的的是(  )
A.熔化Na2CO3
B.保存液溴
C.分液,先放出水层,再倒出溴的苯溶液
D.进行中和热的测定
【答案】C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;分液和萃取;中和热的测定
【解析】【解答】A.瓷坩埚中含有二氧化硅,高温下熔融碳酸钠与二氧化硅反应,不能用瓷坩埚熔化碳酸钠,可选用铁坩埚,故A不符合题意;
B.液溴能够腐蚀橡胶,不能用橡皮塞,故B不符合题意;
C.苯的密度小于水,混合液分层后有机层在上层,用该装置分液时,先放出下层的水层,然后再倒出溴的苯溶液,该操作方法合理,故C符合题意;
D.图中缺少环形玻璃搅拌棒,则不能准确测定反应的最高温度,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.瓷坩埚中含有二氧化硅,不能熔融碱性物质
B.溴水具有氧化性,能够腐蚀橡胶,不能用橡皮塞
C. 分液。下层从下口放出,上层从上口倒出
D.中和热的测定装置需要环形玻璃搅拌棒
9.(2020·河北模拟)下列说法正确的是(  )
A.除去NaHCO3固体中的Na2CO3固体可用加热的方法
B.工业上采取电解熔融氧化镁的方法炼制金属镁
C.重结晶法提纯有机物选择溶剂要求:杂质在溶剂中溶解度受温度影响较大
D.溴乙烷与NaOH溶液共热后,加入AgNO3溶液,未出现淡黄色沉淀,不能说明溴乙烷没有水解
【答案】D
【知识点】金属冶炼的一般原理;钠的重要化合物;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A.NaHCO3固体加热生成碳酸钠,而碳酸钠加热不分解,则不能用加热的方法除杂,A不符合题意;
B.氧化镁的熔点高,电解需要耗费大量能源,工业上采取电解熔融沸点较低的氯化镁的方法炼制金属镁,B不符合题意;
C.重结晶法提纯有机物选择溶剂要求:被提纯物在此溶剂中的溶解度受温度影响较大,杂质在此溶剂中的溶解度受温度影响较小,便于被提纯物的析出;如杂质在此溶剂中的溶解度随温度的变化较大,也会析出,不能进行重结晶,C不符合题意;
D.在加入硝酸银溶液之前必须先加稀硝酸中和未反应的NaOH,防止硝酸银和NaOH反应而干扰溴离子的检验,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.碳酸氢钠受热分解,碳酸钠受热不分解;
B.氧化镁熔点较高,通常采用电解氯化镁获得金属Mg;
C、温度影响溶解度,若被提纯物的溶解度随温度变化大,适用重结晶法分离;
D、在加入硝酸银溶液之前必须先加入稀硝酸,否则不出现淡黄色沉淀。
10.(2020·丰台模拟)苯甲醛在浓 NaOH 溶液中反应生成苯甲酸钠和苯甲醇,反应后静置,液体分层。有关物质的物理性质如下:
  苯甲醛 苯甲酸 苯甲醇
沸点/℃ 178.1 249.2 205.4
熔点/℃ -26 121.7 -15.3
溶解性(常温) 微溶于水,易溶于有机溶剂
下列说法错误的是(  )
A.苯甲醛既发生了氧化反应,又发生了还原反应
B.用分液法分离出有机层,再用蒸馏法分离出苯甲醇
C.反应后的混合物直接加酸酸化,再用过滤法分离得到粗苯甲酸
D.制得的粗苯甲酸可以用重结晶法进一步提纯
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;过滤;蒸发和结晶、重结晶;蒸馏与分馏
【解析】【解答】A.苯甲醛→苯甲酸,增加了氧原子,属于氧化反应,苯甲醛→苯甲醇,增加了氢原子,属于还原反应,所以苯甲醛既发生了氧化反应,又发生了还原反应,A不符合题意;
B.反应后的溶液分为有机层和水层,互不相溶,可用分液法分离,有机层中苯甲醛和苯甲醇的沸点相差较大,可用蒸馏法分离,B不符合题意;
C.反应后的溶液中加酸酸化,苯甲酸进入有机层,应该分液后蒸馏,C符合题意;
D.苯甲酸为无色、无味片状晶体,常温下,苯甲酸微溶于水,含杂质的粗苯甲酸可用重结晶法提纯,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、醛基既有氧化性又有还原性;
B、对于互不相溶的两种物质用分液法分离,互溶的两种物质用蒸馏法进行分离;
C、互溶的两种物质用蒸馏法进行分离;
D、根据表格数据提纯粗苯甲酸。
11.(2020·佛山模拟)利用乙醚、95%乙醇浸泡杜仲干叶,得到提取液,进步获得绿原酸粗产品的种工艺流程如下,下列说法不正确的是(  )
A.常温下,绿原酸易溶于水
B.浸膏的主要成分是绿原酸
C.减压蒸馏的目的是降低蒸馏温度,以免绿原酸变质
D.绿原酸粗产品可以通过重结晶进一步提纯
【答案】A
【知识点】过滤;蒸发和结晶、重结晶;蒸馏与分馏
【解析】【解答】A. 由流程图可知,绿原酸易溶于乙酸乙酯,难溶于水,故A不符合题意;
B. 浸膏的主要成分是绿原酸固体,故B不符合题意;
C. 减压蒸馏的目的是降低蒸馏温度,以免绿原酸分解或变质,故C不符合题意;
D. 绿原酸粗产品可以通过重结晶进一步提纯,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】由流程图可知,绿原酸可通过加入乙酸乙酯萃取分液,有机层中含有绿原酸,再通过减压蒸馏分离乙酸乙酯和绿原酸,在通过温水洗涤浸膏,冷却过滤后得到绿原酸粗产品,以此分析。
12.(2020·合肥模拟)利用下列实验装置及药品,能实现相应实验目的的是(  )
A.用图1所示装置除去HCl中含有的少量Cl2
B.用图2所示装置制备胆矾
C.用图3所示装置可以完成“喷泉”实验
D.用图4所示装置制取纯净的NH3
【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;氯气的化学性质;氯气的实验室制法;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A.氯气不溶于饱和食盐水,而HCl可溶,因此用饱和食盐水是用于除去氯气中混有的HCl,A不符合题意;
B.蒸发结晶过程中,会导致CuSO4·5H2O失去结晶水,应采用蒸发浓缩、降温结晶的方法,B不符合题意;
C.Cl2能与NaOH溶液反应,使得圆底烧瓶内的压强减小,在外界大气压的作用下形成喷泉,C符合题意;
D.NH3的密度比空气小,应采用向下排空气法收集,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据氯气不溶于饱和食盐水的性质分析;
B.蒸发结晶过程中会导致结晶水脱去;
C.结合Cl2与NaOH溶液的反应分析;
D.根据NH3的性质分析;
13.(2019·惠州模拟)下列基本操作正确的是(  )
A.过滤 B.稀释
C.尾气处理 D.蒸发结晶
【答案】D
【知识点】过滤;蒸发和结晶、重结晶;洗气
【解析】【解答】A.过滤时,应用玻璃棒引流,引流过程中,玻璃棒不能搅拌,A不符合题意;
B.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,B不符合题意;
C.用NaOH溶液吸收SO2时,所用吸收装置应敞口,C不符合题意;
D.蒸发结晶应在蒸发皿中进行,且过程中需要用玻璃棒不断搅拌,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.结合过滤操作分析;
B.结合浓硫酸的稀释操作分析;
C.结合蒸发结晶操作分析;
D.结合洗气装置分析;
14.(2019·漳州模拟)铅霜(醋酸铅)是一种中药,具有解毒敛疮、坠痰镇惊之功效,其制备方法为:将醋酸放入磁皿,投入氧化铅,微温使之溶化,以三层细布趁热滤去渣滓,放冷,即得醋酸铅结晶;如需精制,可将结晶溶于同等量的沸汤,滴醋酸少许,过七层细布,清液放冷,即得纯净铅霜。制备过程中没有涉及的操作方法是(  )
A.萃取 B.溶解 C.过滤 D.重结晶
【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;蒸馏与分馏;分液和萃取;物质的分离与提纯
【解析】【解答】此操作中,将醋酸放入磁皿,投入氧化铅,微温使之溶化操作为溶解;放冷,即得醋酸铅结晶…清液放冷,即得纯净铅霜此操作为重结晶;以三层细纱布趁热滤去渣滓,此操作为过滤,未涉及萃取,
故答案为:A
【分析】萃取指利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来的方法。
15.(2018·兰州模拟)中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列两篇古代文献中都涉及到了KNO3。文献①:《开宝本草》记载:(KNO3)所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”,文献②《本草纲目》“火药乃焰硝(KNO3)、硫黄、山木炭所合,以为烽燧餇诸药者。”下列对其解释不合理的是(  )
A.文献①中提取KNO3利用了溶解、蒸发结晶的实验过程
B.用文献①中方法制取KNO3是因为KNO3的溶解度受温度影响不大
C.文献②中火药的使用体现了硝酸钾的氧化性
D.文献②中使用火药的产物会污染环境
【答案】B
【知识点】蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A.由“扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”,可得文献①中提取KNO3利用了溶解、蒸发结晶的实验过程,A不符合题意;
B.KNO3的溶解度受温度影响变化较大,B符合题意;
C.火药发生化学反应时生成N2,KNO3中氮元素的化合价降低,体现了硝酸钾的氧化性,C不符合题意;
D.文献②中使用火药可能会产生碳氧化物、氮氧化物、硫化物等污染物,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.“扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”,体现了溶解、蒸发结晶的过程;
B.KNO3的溶解度随温度的升高而迅速增大;
C.根据反应时氮元素化合价的变化分析;
D.根据火药燃烧产物分析;
16.(2018·兰州模拟)下列有关实验的叙述正确的是(  )
A.用图1装置将氯化铁溶液直接蒸干得到氯化铁固体
B.利用图2装置可制备Fe(OH)2
C.图3微热稀HNO3片刻,溶液中有气泡产生,广口瓶内始终保持无色
D.利用图4可收集氯化氢并进行尾气吸收
【答案】B
【知识点】硝酸的化学性质;蒸发和结晶、重结晶;气体的收集;制取氢氧化铁、氢氧化亚铁
【解析】【解答】A.在FeCl3溶液中,Fe3+发生水解:FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl,由于加热蒸发,使HCl挥发,使平衡不断向右移动,结果生成Fe(OH)3,又由于灼热使Fe(OH)3分解生成Fe2O3,A不符合题意;
B.如图2装置制备Fe(OH)2,稀硫酸与铁粉反应生成氢气,可排出试管中的空气,盛NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液中,右侧导管插入水中隔绝了空气,所以制得的Fe(OH)2可以较长时间稳定存在,B符合题意;
C.稀硝酸与Cu反应生成NO气体,无色NO气体进入广口瓶,被空气中的氧气氧化为红棕色NO2气体,C不符合题意;
D.氯化氢的密度比空气的大,如图所示收集应该长导管进气,空气从短导管排出,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.FeCl3溶液在加热时易水解,最终得到Fe(OH)3;
B.制备Fe(OH)2时,应注意隔绝空气,防止Fe(OH)2被氧化;
C.稀硝酸的还原产物为NO,NO易被空气中的O2氧化成红棕色的NO2;
D.HCl的密度比空气大,应从长导管进入;
17.(2018·安阳模拟)《本草述钩元》中的“石碱”条目下记载“采蒿蓼之属。开窖浸水。漉起。晒干烧灰。以原水淋汁。每百斤入粉面二三斤。久则凝淀如石。连汁货之四方。浣衣发面。”下列说法错误的是(  )
A.“石碱”的有效成分为碳酸盐
B.记载中包括石碱的制法与用途
C.制取过程中包括浸取、过滤、煅烧、蒸发结晶操作
D.“浣衣发面”都与石碱的碱性有关
【答案】C
【知识点】常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;分液和萃取;除杂
【解析】【解答】A.“采蒿蓼之属,晒干烧灰”,说明“石碱”成分来自植物烧成的灰中的成分,“以原水淋汁”,说明该成分易溶于水,久则凝淀如石,浣衣发面,能去污亦能能作为发酵剂,说明“石碱”的有效成分为碳酸盐,故A不符合题意;
B.记载中包括石碱的制法与用途,故B不符合题意;
C.制取过程中包括浸取、过滤、煅烧等操作,但没有蒸发结晶操作,故C符合题意;
D.“浣衣发面”,碳酸盐用作去污和发酵剂是利用碳酸盐水解显碱性,故D不符合题意;故答案为:C。
【分析】本题考查史书中的化学知识。
18.(2018·衡水模拟)中国文化源远流长,下列对描述内容所做的相关分析错误的是(  )
选项 描述 分析
A “煤饼烧蛎成灰” 这种灰称为“蜃”,主要成分为Ca(OH)2
B “以火烧之,紫青烟起,乃真硝石(KNO3)” “紫青烟”是因为发生了焰色反应
C 司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南” 司南中“杓”的材质为Fe3O4
D “信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾” 其中涉及到的操作有结晶
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】焰色反应;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A、这种灰主要成分一定不可能是为Ca(OH)2,Ca(OH)2可在空气中与CO2继续反应,故A符合题意;
B、“紫青烟”是因为发生了焰色反应,钾的焰色反应即为紫色,故B不符合题意;
C、司南中“杓”的应该是有磁性的,磁性氧化铁,材质为Fe3O4,故C不符合题意;
D、挹其水熬之,则成胆矾”,该操作为结晶,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.氢氧化钙属于碱,能与酸性气体反应;
B.焰色反应是某些金属元素的特征反应;
C.铁的氧化物中四氧化三铁具有磁性;
D.加热水溶液得到固体是蒸发结晶。
19.(2018·长宁模拟)下列分离方法中,和物质的溶解度无关的是(  )
A.升华 B.萃取
C.纸层析法 D.蒸发结晶
【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;分液和萃取;升华;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、固体不经过液体直接变为气体的叫升华,与物质的熔沸点有关系,与溶解度无关,选项A符合题意;
B、萃取适合于溶质在不同溶剂中的溶解性不同而分离的一种方法,与溶解度有关系,选项B不符合题意;
C、纸上层析是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的溶解度不同而达到分离目的,与溶解度有关系,选项C不符合题意;
D、蒸发结晶法适用于溶质的溶解度受温度影响不大的晶体分离的一种方法,是从溶液或熔体中结晶的过程,与溶解度有关系,选项D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A、固体加热直接变为气体叫升华,是熔点高于沸点的缘故。
B、萃取的关键是溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同;
C、纸上层析是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的溶解度不同;
D、蒸发结晶法适用于溶质的溶解度受温度影响不大的晶体分离的一种方法。
20.(2018·安徽模拟)我国古代的化学工艺已经有相当大的成就,以下对古代文献中有关记载的化学解释错误的是(  )
选项 古代文献 记载 化学解释
A 《开宝本草》 “(KNO3)所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成” 制取KNO3可“煎炼而成”是利用KNO3的溶解度受温度影响不大
B 《格物粗谈》 “红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。” 文中的“气”是指乙烯
C 《本草纲目》 “烧酒非古法也,白元时始创其法。用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承取滴露。” 文中涉及的操作方法是蒸馏
D 《徐光启手迹》 “五金入强水皆化、惟黄金不化强水中” “强水”主要成分是硝酸
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A. “煎炼而成”涉及蒸发结晶操作,是利用KNO3的溶解度受温度影响较大,来制取KNO3,故A符合题意;
B.成熟木瓜能够释放乙烯,促进未成熟红柿成熟,故B不符合题意;
C.烧酒的酿造方法为:加热浓酒和糟,利用沸点不同,将酒蒸出,然后用器皿盛装冷凝后的馏分,即为蒸馏,故C不符合题意;
D.根据“五金入强水皆化、惟黄金不化强水中”判断“强水”主要成分是硝酸。
故答案为:A。
【分析】A中利用溶解度的随温度的变化不同而采用的结晶法分离物质。而硝酸钾的溶解度随温度变化比较大。
21.(2016高一下·厦门期中)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的是(  )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中混有的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2 4H2O
【答案】C
【知识点】氯气的实验室制法;过滤;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】解:A、二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热,甲装置无加热仪器,故A错误;
B、饱和碳酸氢钠溶液呈碱性,能吸收氯气,且NaHCO3和HCl反应能生成CO2,引入新的杂质气体,所以吸收试剂应该为饱和食盐水,并且气体应为长进短出,故B错误;
C、二氧化锰不溶于水,因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤,丙装置为过滤装置,故C正确;
D、锰离子水解,水解吸热,因此不能直接加热蒸发氯化锰溶液制MnCl2 4H2O,应该在HCl的气氛中进行,故D错误;
故选C.
【分析】A、二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热;
B、饱和碳酸氢钠溶液呈碱性,能吸收氯气,气体应为长进短处;
C、二氧化锰不溶于水,将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法为过滤;
D、锰离子可发生水解.
二、多选题
22.(2020高一下·黄冈期末)中华文化对人类文明和进步有着巨大贡献,对下列描述所作的解释或说明正确的是(  )
选项 描述 解释或说明
A 有硇水者,剪银塊投之,则旋而为水 能溶解银的“硇水”可能为硝酸
B 暮春之初,北海之民即煮海为盐 “煮海为盐”涉及蒸发结晶
C 曾青得铁则化为铜 曾青的蓝色来自
D 丹砂烧之成水银 金属均可用热分解法冶炼
A.A B.B C.C D.D
【答案】A,B
【知识点】金属冶炼的一般原理;铜及其化合物;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A.硝酸可溶解银单质生成可溶于水的AgNO3,故A符合题意;
B.“煮海为盐”是将海水中水分蒸发从而结晶成盐,故B符合题意;
C.硫酸铜溶液为蓝色,而 为黑色,故C不符合题意;
D.一些不活泼的金属,才能直接用加热分解的方法从其化合物中还原出来,故D不符合题意;
故答案为AB。
【分析】A.银可溶于硝酸,根据性质即可确定物质
B.氯化钠的溶解度随着温度的变化不大,故采用的是蒸发结晶的方式进行
C.主要是铁和硫酸铜溶液反应
D.一般不活泼的金属可以用燃烧法制取,一些活泼的金属一般电解熔融的化合物的方式进行制取
23.(2020高一下·扬州期末)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是(  )
选项 实验操作和现象 结论
A 向盛有某盐溶液的试管中滴入氢氧化钠溶液后,加热,试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝 该盐中含
B 向溴水中通入某无色气体,溴水褪色 该气体可能是CH2=CH2
C 一定量的铜与硝酸充分反应后,有铜剩余,再加入少量稀硫酸,铜继续溶解,并有气泡放出 Cu与稀硫酸发生了反应
D 向淀粉溶液中加少量稀硫酸,加热4~5min。冷却后向其中加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,无砖红色沉淀 淀粉没有发生水解
A.A B.B C.C D.D
【答案】A,B
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;几组未知物的检验
【解析】【解答】A.氢氧化钠溶液与含有铵根离子的溶液反应生成NH3 H2O,加热促进NH3 H2O分解放出氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则原溶液中含有 ,故A符合题意;
B.具有还原性的气体或碱性气体可与溴水反应,也可能是能够与溴发生加成反应的气体,则溴水褪色,该气体可能为乙烯,故B符合题意;
C.一定量的铜与硝酸充分反应后,有铜剩余,再加入少量稀硫酸,铜继续溶解,并有气泡放出,是因为铜与硝酸反应生成了硝酸铜,硝酸铜在酸性溶液中具有氧化性,能够与铜反应放出一氧化氮气体,铜与稀硫酸不反应,故C不符合题意;
D.水解后的溶液显酸性,需要加入氢氧化钠中和硫酸,再在碱性溶液中检验葡萄糖,故D不符合题意;
故答案为:AB。
【分析】本题的易错点为D,要注意葡萄糖的特征反应需要在碱性溶液中才能进行。
三、非选择题
24.(2019·全国Ⅲ卷)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:
  水杨酸 醋酸酐 乙酰水杨酸
熔点/℃ 157~159 -72~-74 135~138
相对密度/(g·cm﹣3) 1.44 1.10 1.35
相对分子质量 138 102 180
实验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右,充分反应。稍冷后进行如下操作.
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。
②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。
回答下列问题:
(1)该合成反应中应采用__________加热。(填标号)
A.热水浴 B.酒精灯 C.煤气灯 D.电炉
(2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有   (填标号),不需使用的   (填名称)。
(3)①中需使用冷水,目的是   。
(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是   ,以便过滤除去难溶杂质。
(5)④采用的纯化方法为   。
(6)本实验的产率是   %。
【答案】(1)A
(2)BD;分液漏斗、容量瓶
(3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)
(4)生成可溶的乙酰水杨酸钠
(5)重结晶
(6)60
【知识点】常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;除杂
【解析】【解答】(1)该反应的反应温度维持在70℃左右,低于100℃,因此可以直接采用水浴加热的方式进行加热;
(2)步骤①中涉及过滤操作,过滤所需的仪器有:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒,因此需要使用到的仪器为BD,不需要使用到的仪器为A(分液漏斗)和C(容量瓶);
(3)步骤①中加入冷水,后过滤得到乙酰水杨酸,因此步骤①中使用冷水的目的是降低温度,使乙酰水杨酸充分析出;
(4)乙酰水杨酸能与NaHCO3溶液反应,加入饱和NaHCO3溶液是为了将乙酰水杨酸转化诶乙酰水杨酸钠溶液,过滤后出去难溶性杂质,以提纯乙酰水杨酸;
(5)对晶体的提纯,应用重结晶操作;
(6)反应过程中,加入醋酸酐的质量m(醋酸酐)=10 mL×1.10g/mL=11.0g,因此反应过程中,6.9g水杨酸完全反应,设生成的乙酰水杨酸钠的质量为x,由反应的化学方程式可得关系式:,解得 x=9.0 g,因此本实验的产率为:;
【分析】(1)根据反应温度确定加热方式;
(2)步骤①中涉及过滤操作,结合过滤装置确定所需的仪器;
(3)冷水的作用是降温,使产物结晶析出;
(4)乙酰水杨酸能与NaHCO3溶液反应;
(5)晶体的提纯用重结晶操作;
(6)由反应的化学方程式计算乙酸水杨酸的理论产量,结合公式计算本实验的产率;
25.(2019·全国Ⅰ卷)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是   。
(2)步骤②需要加热的目的是   ,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是   。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为   (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是   。分批加入H2O2,同时为了   ,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有   ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为   。
【答案】(1)碱煮水洗
(2)加快反应;热水浴;C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质;防止Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
【知识点】氧化还原反应;蒸发和结晶、重结晶;复杂化学式的确定;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】(1)油污主要成分是油脂,油脂与碱反应生成高级脂肪防酸盐和丙三醇都能溶于水,所以可以除去 ,故答案为:
碱煮水洗 。
(2)温度对反应速率的影响,可以加快反应速率。根据温度范围,可以选择加热方式:水浴加热。产生硫化氢气体有毒显酸性所以用氢氧化钠吸收,但要防止倒吸现象,故答案为;1、加快反应2、热水浴3、C。
(3)根据最后溶液时硫酸铁铵得出铁是三价铁,而前面反应生成的是二价铁,所以需要氧化性物质,进行氧化,而双氧水是绿色氧化剂,故答案为: 将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 。
由于三价铁离子的水解程度比较大,故要调节ph防止三价铁水解。故答案为: 防止Fe3+水解 。
(4)得到晶体的一系列过程操作是: 加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) 。
(5)设硫酸铁铵和水分子的物质的量之比为1:x,根据18x/M+18x= 5.6% 。解出x=12.
【分析】(1)根据油脂的性质进行判断除杂试剂。
(2)根据图反应物和生成物之间的反应类型,关系进行判断条件,根据加热温度选择加热方式,根据气体性质选择吸收剂。
(3)根据反应产物和反应物之间元素化合价的变化进行判断反应类型,再判断试剂作用。
(4)根据产物选择实验操作方法。
(5)根据已知关系利用质量分数计算方法进行计算。
26.(2020·临朐模拟)硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作杀虫剂,媒染剂,在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分,在工业上用途广泛。常温下该物质溶于水,不溶于乙醇、乙醚,在空气中不稳定,受热时易发生分解。某化学兴趣小组以Cu粉、3mol/L的硫酸、浓氨水、10% NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500 mol/L稀盐酸、0.500 mol/L的NaOH溶液来合成硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。
(1)I.CuSO4溶液的制备
①称取4g铜粉,在A仪器中灼烧10分钟并不断搅拌,放置冷却。
②在蒸发皿中加入30mL
3mol/L的硫酸,将A中固体慢慢放入其中,加热并不断搅拌。
③趁热过滤得蓝色溶液。
A仪器的名称为   。
(2)某同学在实验中有1.5g的铜粉剩余,该同学将制得的CuSO4溶液倒入另一蒸发皿中加热浓缩至有晶膜出现,冷却析出的晶体中含有白色粉末,试解释其原因   。
(3)II.晶体的制备
将上述制备的CuSO4溶液按如图所示进行操作
已知浅蓝色沉淀的成分为Cu2(OH)2SO4,试写出生成此沉淀的离子反应方程式   。
(4)析出晶体时采用加入乙醇的方法,而不是浓缩结晶的原因是   。
(5)III.氨含量的测定
精确称取mg晶体,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入VmL10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,并用蒸馏水冲洗导管内壁,用V1mLClmol/L的盐酸标准溶液完全吸收。取下接收瓶,用C2mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl(选用甲基橙作指示剂),到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
玻璃管2的作用   ,样品中氨的质量分数的表达式   。
(6)下列实验操作可能使氨含量测定结果偏低的原因是____________________。
A.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管
B.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
C.滴定过程中选用酚酞作指示剂
D.取下接收瓶前,未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁
【答案】(1)坩埚
(2)反应中硫酸过量,在浓缩过程中,稀硫酸逐渐变浓,浓硫酸的吸水性使 失水变成
(3)
(4)硫酸四氨合铜晶体容易受热分解
(5)平衡气压,防止堵塞和倒吸;
(6)A;C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;中和滴定;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)固体的灼烧应在坩埚中进行;
(2)冷却析出的晶体中含有的白色粉末为CuSO4,CuSO4是由CuSO4·5H2O失去结晶水形成的,其原因是反应中硫酸过量,在浓缩过程中,稀硫酸浓度逐渐变大,形成浓硫酸,浓硫酸的吸水性使CuSO4·5H2O失去结晶水,变成了CuSO4;
(3)往CuSO4溶液中加入适量NH3·H2O后形成Cu2(OH)2SO4,因此参与反应的物质有CuSO4和NH3·H2O,生成的浅蓝色沉淀为Cu2(OH)2SO4,因此反应的离子方程式为:2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4↓+2NH4+;
(4)由于硫酸四氨合铜晶体受热易分解,因此不能通过浓缩结晶的方法析出晶体;而硫酸四氨合铜不溶于乙醇,可通过加入乙醇,使其结晶析出;
(5)玻璃管2将圆底烧瓶与外界相连,起到平衡气压的作用,可防止堵塞和倒吸;
与NaOH反应的HCl的物质的量n(HCl)=n(NaOH)=C2mol/L×V2×10-3L=C2V2×10-3mol,则与NH3反应的HCl的物质的量n(HCl)=C1mol/L×V1×10-3L-C2V2×10-3mol=(C1V1-C2V2)×10-3mol;NH3与HCl反应的化学方程式为:NH3+HCl=NH4Cl,因此晶体中所含氨的物质的量n(NH3)=n(HCl)=(C1V1-C2V2)×10-3mol,故晶体的氨的含量为;
(6)A、滴定时未用NaOH溶液润洗滴定管,导致NaOH溶液被稀释,消耗NaOH溶液的体积增大,即V2增大,测定结果偏低,A符合题意;
B、读数时,滴定前平视,滴定后俯视,则消耗NaOH溶液的体积偏小,即V2偏小,测定结果偏高,B不符合题意;
C、滴定过程用酚酞做指示剂,则消耗NaOH溶液的体积偏大,即V2偏大,测定结果偏低,C符合题意;
D、未用蒸馏水冲洗导管外壁,则消耗NaOH溶液的体积偏小,即V2偏小,测定结果偏大,D不符合题意;
故答案为:AC
【分析】(1)根据固体的灼烧分析;
(2)白色粉末为CuSO4,根据结晶过程分析CuSO4的产生;
(3)根据题干信息确定反应物和生成物,从而书写反应的离子方程式;
(4)根据硫酸四氨合铜的性质分析;
(5)玻璃管2起到平衡气压的作用;根据发生反应的化学方程式进行计算;
(6)使氨的含量测定结果偏低,则滴定过程中V2增大,据此结合选项分析;
27.(2020·延边州模拟)重铬酸钾常用作有机合成的氧化剂和催化剂等。由含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO 等)制备K2Cr2O7的流程如图所示。
已知:I.在酸性条件下,H2O2能将Cr2O 还原为Cr3+;
Ⅱ.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Cr3+ 4.9 6.8
Fe3+ 1.5 2.8
请回答下列问题:
(1)滤渣①的主要成分    。
(2)加入H2O2的作用是(用离子方程式解释)   。
(3)加热的目的是   。
(4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为   ;若该反应的平衡常数K=4×1014L3·mol-3,已知:“酸化”后溶液中c(Cr2O )=1.6×10-3mol·L-1,则溶液中c(CrO )=   。
(5)“结晶”后得到K2Cr2O7(M=294g·mol-1)产品0.6000g,将其溶解后用稀H2SO4酸化,再用浓度为0.01000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,滴定反应为:Cr2O +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,滴定终点消耗标准溶液的体积为900mL,则产品的纯度为   。(计算结果保留四位有效数字)
(6)在K2Cr2O7存在下,可利用微生物电化学技术实现含苯酚(C6H5OH)废水的有效处理,其工作原理如图所示。
①负极的电极反应式为   ;
②一段时间后,中间室中NaCl溶液的浓度   (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)Fe(OH)3和Cr(OH)3
(2)2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO +8H2O
(3)除去过量H2O2,防止将Cr2O 还原成Cr3+
(4)2CrO +2H+ Cr2O +H2O;2×10-8mol/L
(5)73.50%
(6)C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+;减小
【知识点】电极反应和电池反应方程式;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】(1)由以上分析可知滤渣①的主要成分是Fe(OH)3和Cr(OH)3;(2)“氧化”步骤中,碱性条件下,过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4溶液,反应的离子方程式为2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO +8H2O;(3)因为在酸性条件下,H2O2能将Cr2O 还原为Cr3+,为防止后续“酸化”步骤中H2O2将Cr2O 还原为Cr3+而混入杂质,所以酸化之前必须除去H2O2,并且H2O2对热不稳定、易分解,通过加热可除去;(4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为2CrO +2H+ Cr2O +H2O;酸化”过程中pH=1,即c(H+)=0.1mol/L,反应2CrO +2H+ Cr2O +H2O的平衡常数K= = =4×1014,解得 =2×10-8mol L-1;(5)由反应Cr2O +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O有n(K2Cr2O7)= n[(NH4)2Fe(SO4)2]= ×0.0100mol/L×0.9L=0.0015mol,产品的纯度=0.0015mol×294g/mol/0.6000g×100%=73.50%;(6)①C6H5OH→CO2,则苯酚发生氧化反应、作负极,结合电子守恒和电荷守恒有电极反应式C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+;
②由于电解质NaCl溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离,使Na+和Cl-不能定向移动,所以电池工作时,负极生成的H+透过阳离子交换膜加入NaCl溶液中,正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液中与H+反应生成水,是NaCl溶液浓度减小。
【分析】含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO 等)制备K2Cr2O7的流程:废液与足量KOH反应生成沉淀Cr(OH)3、Fe(OH)3,过滤得到滤渣①Cr(OH)3、Fe(OH)3混合物,除去K+、SO 等离子,碱性条件下在滤渣中加入过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4,过滤除去Fe(OH)3,得到K2CrO4滤液②,加热除去过量过氧化氢,防止后续加酸时H2O2能将Cr2O 还原为Cr3+,加酸调pH=1,使K2CrO4溶液转化为K2Cr2O7溶液,蒸发结晶得到K2Cr2O7晶体,以此解答该题。
28.(2020·哈尔滨模拟)以某含镍废料(主要成分为NiO,还含有少量FeO、Fe2O3、CoO、SiO2等)为原料制备NixOy和碳酸钻的工艺流程如下:
(1)“酸溶”时需将含镍废料粉碎,目的是   ;含有CoCO3的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应,该玻璃的颜色为   。
(2)“氧化”中添加NaClO3的作用是   ,为证明添加NaClO3已足量,可用    (写化学式)溶液进行检验。
(3)“调pH”过程中生成黄钠铁钒沉淀(NaFe3(SO4)2(OH)6),其离子方程式为   。
(4)“沉钴”过程的离子方程式__。若“沉钴钻”开始时c(Co2+)=0.10 mol/L,则控制pH≤__时不会产生Co(OH)2沉淀。(已知Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15,lg2=0.3)。
(5)从NiSO4溶液获得NiSO4·6H2O晶体的操作依次是:加热浓缩溶液至有晶膜出现,   ,过滤,洗涤,干燥。“锻烧”时剩余固体质量与温度变化曲线如图,该曲线中B段所表示氧化物(NixOy)的化学式为   。
【答案】(1)提高浸出率或提高浸出速率;蓝
(2)Fe2+氧化为Fe3+;K3[Fe(CN)6]
(3)3Fe3++Na++2SO42-+3H2O+3CO32-=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑
(4)Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O|7.3
(5)降温结晶(或冷却结晶);Ni2O3
【知识点】化学反应速率的影响因素;二价铁离子和三价铁离子的检验;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】(1)“酸溶”时需将含镍废料粉碎,目的是提高浸出率或提高浸出速率;
含有CoCO3的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应(即透过蓝色钴玻璃),故该玻璃的颜色为蓝色;(2)"氧化"中添加NaClO3的作用是将Fe2+氧化为Fe3+便于除去,为证明添加NaClO3已足量,实际是检验是否含有Fe2+,可用K3[Fe(CN)6]溶液进行检验;(3)“调pH”过程中生成黄钠铁钒沉淀,其离子方程式为3Fe3++Na++2SO42-+3H2O+3CO32-=NaFe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑;(4)“沉钴”过程的离子方程式Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O,已知由题干信息可知,Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15,lg2=0.3,若“沉钴”开始时c(Co2+)=0.10 mol/L,结合沉淀溶解平衡Co(OH)2 Co2++2OH-,则Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=0.10×c2(OH-)=4.0×10-15,c(OH-)=2×10-7,c(H+)= ,pH=-lg =7+lg2=7.3,因此控制pH≤7.3时不会产生Co(OH)2沉淀;(5)从NiSO4溶液获得NiSO4·6H2O晶体的操作依次是:加热浓缩溶液至有晶膜出现,降温结晶(或冷却结晶),过滤,洗涤,干燥;
“煅烧”时剩余固体质量与温度变化曲线如图,从26.3gNiSO4·6H2O失水变成15.5g,n(NiSO4·6H2O):n(H2O)= ,26.3gNiSO4·6H2O中n(Ni)= =0.10mol,8.3g中n(Ni):n(O)=0.1mol: =2:3,该曲线中B段所表示氧化物的化学式为Ni2O3。
【分析】金属镍废料(除含 NiO 外,还含有少量 FeO、Fe2O3、CoO等)加入硫酸酸浸,酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Co2+等,加入NaClO3氧化亚铁离子为铁离子,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铝离子、铁离子全部沉淀,过滤后的滤液中再加入碳酸钠沉淀镍离子得黄钠铁矾渣,滤液中加入萃取剂得到沉钴和有机层,沉钴中加入NaHCO3溶液得碳酸钴;有机层处理后生成NiSO4溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、得NiSO4·6H2O晶体,灼烧得NixOy。
29.(2019·惠州模拟)由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下:
(1)写出KIO3在日常生活中的一个重要应用   。
(2)检验“含碘废水”中是否含有单质I2的常用试剂是   (写试剂名称)。
(3)通入SO2的目的是将I2还原为I-,该反应的离子方程式为   。
(4)工艺中五种物质的制备反应中,不涉及氧化还原反应的步骤是“制   ”。
(5)“制KI(aq)”时,该温度下水的离子积为Kw=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。
为避免0.9 mol·L-1 FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-,起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于   。
(6)“制KIO3溶液”反应的离子方程式为   。
(7)KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。流程中由“KIO3(aq)”得到KIO3晶体的操作步骤为   。
【答案】(1)食盐添加剂,补充碘成分,预防碘缺乏病(合理即得分)
(2)淀粉溶液
(3)SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+
(4)KI(aq)
(5)6.0
(6)5Cl2+I2+12OH-=2IO +10Cl-+6H2O
(7)蒸发浓缩,降温结晶
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;二氧化硫的性质;蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)KIO3在日常生活中常用作食盐添加剂,用于补充碘元素;
(2)检验“含碘废水”中的碘单质时,应使用淀粉溶液,淀粉遇碘变蓝色,据此确定“含碘废水”中是否含有单质碘;
(3)SO2具有还原性,I2具有氧化性,二者可发生氧化还原反应,该反应的离子方程式为:SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+;
(4)“制CuI(s)”过程中,Cu的化合价由+2价变为+1价,发生氧化还原反应;“制FeI2(aq)”过程中,Fe的化合价由0价变为+2价,发生氧化还原反应;“制KI(aq)”过程中,各元素的化合价没有发生变化,不涉及氧化还原反应;“制I2”过程中,I由-1价变为0价,发生氧化还原反应;“制KIO3(aq)”过程中,I由0价变为+5价,发生氧化还原反应;
(5)形成Fe(OH)2时溶液中,因此溶液中c(OH-)=10-7mol/L,则该温度下溶液中,则pH=6。因此为避免溶液中Fe2+水解成Fe(OH)2胶体,起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于6.0;
(6)“制KIO3溶液”时,Cl2将I2氧化成IO3-,该反应的离子方程式为: 5Cl2+I2+12OH-=2IO3-+10Cl-+6H2O;
(7)由溶解度曲线可知,KIO3的溶解度随温度的升高而增大,因此由KIO3溶液制取KIO3晶体的操作步骤为:蒸发浓缩、降温结晶;
【分析】(1)“加碘盐”中添加的是KIO3,用于补充碘元素;
(2)根据“淀粉遇碘变蓝色”的性质分析;
(3)SO2具有还原性,I2具有氧化性,二者可发生氧化还原反应;
(4)根据各个步骤中元素化合价变化分析;
(5)根据Fe(OH)2的Ksp和水的离子积进行计算;
(6)“制KIO3溶液”时,Cl2将I2氧化成IO3-,据此写出反应的离子方程式;
(7)根据KIO3的溶解度曲线分析;
30.(2019·漳州模拟)钴是一种中等活泼金属,化合价为+2价和+3价,其中CoCl2易溶于水。某校同学设计实验制取(CH3COO)2Co(乙酸钴)并验证其分解产物。回答下列问题:
(1)甲同学用Co2O3与盐酸反应制备CoCl2 4H2O,其实验装置如下:
①烧瓶中发生反应的离子方程式为   。
②由烧瓶中的溶液制取干燥的CoCl2 4H2O,还需经过的操作有蒸发浓缩、   、洗涤、干燥等。
(2)乙同学利用甲同学制得的CoCl2 4H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2Co,并利用下列装置检验(CH3COO)2Co在氮气气氛中的分解产物。已知PdCl2溶液能被CO还原为Pd。
①装置E、F是用于检验CO和CO2的,其中盛放PdCl2溶液的是装置   (填“E”或“F”)。
②装置G的作用是   ;E、F、G中的试剂均足量,观察到I中氧化铜变红,J中固体由白色变蓝色,K中石灰水变浑浊,则可得出的结论是   。
③通氮气的作用是   。
④实验结束时,先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,其目的是   。
⑤若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3(空气中的成分不参与反应),则乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为   。
【答案】(1)Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O;冷却结晶、过滤
(2)F;除去CO2;分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质;将D中的气态产物被后续装置所吸收,或排除装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水CuSO4的干燥管中;防止倒吸;3(CH3COO)2Co Co3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;实验装置综合;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)①已知,盐酸、COCl2易溶于水,写离子形式,氧化物、单质写化学式,反应的离子方程式: Co2O3+2Cl-+6H+=2Co2++Cl2↑+3H2O;
②因反应产物中含有结晶水,则不能直接加热制取,应采用:蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤干燥等操作;(2)①装置E、F是用于检验CO和CO2,PdCl2溶液能被CO还原为Pd,因此装置E用于检验CO2,F装置用于检验CO,装盛足量PdCl2溶液;
②装置G的作用是吸收CO2,以防在装置内对后续实验产生干扰;氧化铜变红,则氧化铜被还原,无水硫酸铜变蓝,说明反应中产生水,石灰水变浑浊,则说明产生二氧化碳气体,则说明分解产物中含有一种或多种含有C、H元素的物质,
故答案为:除去CO2;分解产物中含有一种或多种含C、H元素的物质;
③通入氮气的作用为使D装置中产生的气体全部进入后续装置,且排净后续装置内的氧气等,
故答案为:将D中的气态产物带入后续装置(或排除装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水硫酸铜的干燥管等);
④实验结束时,先熄天D和I处的酒精灯,一段时间后装置D、E内的温度降低后再停止通入气体可以有效防止倒吸,
故答案为:防止倒吸;
⑤乙酸钴受热分解,空气中的成分不参与反应生成物有固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X) ︰ n(CO)︰n(CO2) ︰n(C2H6)=1︰4︰2︰3,根据原子守恒配平即可,反应式为:3(CH3COO)2Co Co3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑;
【分析】(1)三氧化二钴属于碱性氧化物,可以和盐酸反应生成氯化钴和水;
(2)①根据氯化钯与一氧化碳的反应原理可知,用于检验CO的装置是装PdCl2溶液的;
②氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳的;前面的实验装置已经除去了二氧化碳和一氧化碳,但是后面又反应形成了二氧化碳,说明分解产物中还有含C、H的物质;
③氮气可以除去气态物质,包括氧气、氮气等;
④先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,可以防止倒吸;
⑤根据生成物的物质的量之比可以书写乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式。
31.(2018·武汉模拟)以化工厂铬渣( 含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+)为原料提取硫酸钠的工艺流程如下:
已知:Fe3+、Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol·L-1)时pH分别为3.6和5。
回答下列问题:
(1)根据下图信息,操作B的最佳方法是   。
(2)“母液”中主要含有的离子为   。
(3)酸化后的Cr2O72-可被SO32-还原,该反应的离子方程式为   。
(4)酸化、还原操作时,酸C 和Na2SO3溶液是   (填“先后加入”或“混合后加入”),理由是   。
(5)若pH=4.0时,溶液中Cr3+尚未开始沉淀,则溶液中允许Cr3+浓度的最大值为   。
(6)根据2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O 设计图示装置,以惰性电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图中右侧电极与电源的   极相连,其电极反应式为   。透过交换膜的离子为   ,该离子移动的方向为    (填“a→b”或“b→a”)。
【答案】(1)蒸发结晶、趁热过滤
(2)Na+、SO42-、Cr2O72-
(3)3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O
(4)先后加入;避免Na2SO3与H2SO4直接反应而降低还原效率
(5)0.01mol/L
(6)正极;4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+);Na+;b→a
【知识点】电极反应和电池反应方程式;蒸发和结晶、重结晶;离子方程式的书写;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)本实验的目的要制备硫酸钠晶体,根据图示信息可知,硫酸钠在温度高时,溶解度降低,因此可以采用蒸发结晶、趁热过滤操作方法得到晶体;正确答案:蒸发结晶、趁热过滤。
(2)根据流程看出,调节溶液的pH约为3.6时,铁离子已经沉淀,过滤后滤液中剩余的主要离子有Na+、SO42-、Cr2O72-;正确答案:Na+、SO42-、Cr2O72-。
(3)酸化后的Cr2O72-可被SO32-还原为Cr3+,SO32-被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;正确答案:3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。
(4)Na2SO3能够与硫酸反应生成二氧化硫,导致亚硫酸酸根浓度减小,还原效率降低;所以还原操作时,酸C和Na2SO3溶液是先后加入,避免Na2SO3与H2SO4直接反应;正确答案:先后加入;免Na2SO3与H2SO4直接反应而降低还原效率。
(5)Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol·L-1)时,pH=5,所以Ksp=c3(OH-)×c(Cr3+)=(10-9)3×1.0×10-5=10-32;若pH=4.0时,c(H+)=10-4mol/L c(OH-)=10-10mol/L,根据Ksp=c3(OH-)×c(Cr3+)=(10-10)3×c(Cr3+)=10-32,c(Cr3+)= 0.01mol/L,因此溶液中Cr3+尚未开始沉淀,则溶液中允许Cr3+浓度的最大值为0.01mol/L;正确答案:0.01mol/L。
(6)根据2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O 反应可知:右侧b内溶液中氢离子浓度增大,平衡右移,说明溶液中氢氧根离子失电子变为氧气,发生氧化反应,该极为阳极,与电源的正极相连接,因此图中右侧电极与电源的正极相连;其电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O;根据图示可知透过交换膜的离子为Na+;钠离子向阴极移动,即向电解池的左侧a方向移动,即b→a;正确答案: 正极;4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+);Na+;b→a。
【分析】(5)根据溶液pH确定溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量浓度,结合溶度积常数计算铬离子的物质的量浓度即可。
32.(2022高二下·保定期末)硫酸亚铁作为补血剂,可促进动物的生长发育,增强抗病能力。以钛白副产绿矾(成分为、Fe2O3、FeO、PbO、CuO)为原料制备绿矾()并测定其纯度。
(1)Ⅰ.制备绿矾的工艺流程如下:
写出两条可提高“酸浸”效率的措施:   。
(2)检验“酸浸”后的溶液中是否含Fe3+的试剂是   。
(3)“还原”时溶液中含铁物质发生反应的化学方程式为   。
(4)“一系列操作”包括   、洗涤、干燥。干燥时温度不宜过高,其原因是   。
(5)Ⅱ.纯度的测定:
实验步骤:
①称取5.0g绿矾,溶解于水中,配成250mL溶液;
②量取25.00mL待测液于锥形瓶中;
③用0.01mol·L-1的酸性KMnO4标准液滴定至终点,再重复滴定两次,消耗酸性KMnO4标准液的平均体积为35.00mL。
酸性KMnO4标准液盛放在   (填“A”或“B”)中。
(6)滴定时反应的离子方程式为   。
(7)的纯度为   。
【答案】(1)适当升高温度,将钛白副产绿矾粉碎、搅拌(或其他合理答案)
(2)KSCN溶液(或其他合理答案)
(3)
(4)蒸发浓缩、冷却结晶,过滤;避免绿矾失去结晶水(或其他合理答案)
(5)A
(6)
(7)97.3%
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验;蒸发和结晶、重结晶;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】
(1)根据外界条件对反应速率的影响可知可提高“酸浸”效率的措施有适当升高温度,将钛白副产绿矾粉碎、搅拌等。
(2)一般用KSCN溶液检验铁离子,则检验“酸浸”后的溶液中是否含Fe3+的试剂是KSCN溶液。
(3)“还原”时溶液中含铁物质发生反应,即硫酸铁氧化单质铁的化学方程式为。
(4)由于硫酸亚铁可溶于酸,所以“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥。为避免绿矾失去结晶水,因此干燥时温度不宜过高。
(5)酸性KMnO4标准液盛放在酸式滴定管中,
故答案为:A。
(6)滴定时亚铁离子被氧化为铁离子,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为。
(7)用0.01mol·L-1的酸性KMnO4标准液滴定至终点,再重复滴定两次,消耗酸性KMnO4标准液的平均体积为35.00mL,根据方程式可知的纯度为×100%=97.3%。
【分析】钛白副产绿矾(成分为、Fe2O3、FeO、PbO、CuO)首先通过硫酸酸浸得到硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸铅,然后加入过量铁粉将铁离子还原为亚铁离子,铜离子还原为铜,过滤得到的滤渣,滤液中含有硫酸亚铁,经过一系列操作得到绿矾。
33.(2022高二下·苏州期末)溴化锂(LiBr)是一种高效空气湿度调节剂;碘化钠(NaI)可用于医用祛痰剂等。它们可利用单质直接化合、氢氧化物和氢卤酸中和等反应合成。
(1)工业上以碳酸锂为原料制备晶体的流程如下:
①合成LiBr时生成了两种参与大气循环的气体,反应的化学方程式为   。
②加还原剂硫脲除去可能含有的,共有   molσ键。
③溴化锂的溶解度随温度的变化曲线如图所示。则从脱色、过滤所得溶液中提取晶体的操作有:在HBr氛围下蒸发浓缩、   ,   ,洗涤后烘干。
(2)某学生兴趣小组在实验室用碘单质制备较纯的NaI晶体,部分装置如图所示。
药品:溶液(含8.2gNaOH)、25.4g碘、水合肼(还原剂,产物为N2)、1.0g活性炭和蒸馏水等。
实验步骤:向三口烧瓶中加入30mLNaOH溶液,边搅拌边加入25.4g单质碘。连接好装置并通入冷凝水,过滤后将滤液蒸发浓缩、结晶、过滤、干燥得产品24.3g。
回答问题:①碘溶于NaOH溶液生成NaI和的离子方程式为   。
②设计合理方案,补充完整上述实验步骤:   。
【答案】(1);7;冷却结晶(温度控制在44℃以上);过滤
(2);打开恒温磁力搅拌器,保持60~70℃至反应完全;继续加入稍过量的N2H4 H2O,还原生成的NaIO和NaIO3,得到NaI溶液,同时释放出N2
【知识点】化学键;过滤;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】
(1)①根据题目所给信息分析,反应中Br2做氧化剂,NH3 H2O作还原剂,生成气体分别是N2和CO2,该反应方程式是;
②硫脲的结构简式是,C=S键中有一条是σ键,两条C—N键及四条N—H键均是σ键,所以1mol硫脲分子中一共7molσ键;
③可溶性固体溶质从溶液中提纯一般采用结晶法,操作流程是:蒸发浓缩、冷却结晶(温度控制在44℃以上)、过滤、洗涤和干燥;
(2)①I2单质属于卤族元素单质,与碱溶液接触发生自身氧化还原反应,反应温度不同,生成的含氧酸盐结构不同,故该反应的离子方程式是;
②NaI制备利用的就是NaOH与I2的反应获得NaI和碘的含氧酸盐,再利用还原剂水合肼还原碘的含氧酸盐,最终得到NaI溶液,所以空缺的部分就是反应进行过程中的操作部分,所以应设计为打开恒温磁力搅拌器,保持60~70℃至反应完全;继续加入稍过量的N2H4 H2O,还原生成的NaIO和NaIO3,得到NaI溶液,同时释放出N2。
【分析】以碳酸锂为原材料制备LiBr H2O,Li2CO3与溴水、氨水发生氧化还原反应,得到主产物LiBr和一些杂质,加Li2O消耗溶液中Br2自身氧化还原后生成的一些酸,再用硫脲还原使其均还原为Br-,再通过活性炭吸附,获得纯净的LiBr溶液,再通过结晶方法获得LiBr H2O晶体;
利用碘单质在NaOH溶液中自身氧化还原反应,获得主成分NaI和副产物NaIO及NaIO3,然后再加入还原剂水合肼,将含氧酸根还原成I-,再通过结晶方法获得NaI晶体。
34.(2022高二下·成都期末)废旧芯片中常含有大量的单质Si和少量的Au、Ag、Cu等金属。某化学课外兴趣小组设计了如下图所示方法回收废旧芯片中的Au、Ag并制取硝酸铜晶体。回答下列问题:
已知:①王水是浓硝酸与浓盐酸以体积比1:3形成的混合溶液;
②Au只溶于王水;
③的电离方程式:。
(1)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器有玻璃棒和   ,金属B是   。
(2)酸溶芯片的过程可用稀硝酸或浓硝酸,实际的工业生产最好选择   硝酸(填“稀”或“浓”),其主要的理由是   。
(3)王水溶解Au时会产生一种无色气体,该气体在空气中迅速变为红棕色,则王水溶解Au的离子反应方程式为   。
(4)若用过量的Mg将1mol完全还原,则参加反应的Mg的质量是   g。
(5)操作Ⅱ包括了蒸发浓缩、   、过滤、洗涤、琼干,洗涤中选择的洗涤剂最好是   (填正确答案标号),原因是   。
A.蒸馏水 B. C.70%酒精 D.饱和溶液
【答案】(1)漏斗、烧杯;铜
(2)稀;浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO,氧化相同量的金属,稀硝酸产生的氮的氧化物等大气污染物少,原料利用率高
(3)
(4)36
(5)冷却结晶;C;酒精无污染,能减少硝酸铜因溶解而损失,酒精易挥发,便于晶体干燥
【知识点】常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)由流程图可知,操作I是过滤,所用到的玻璃仪器有玻璃棒和漏斗、烧杯;金属B能置换出Ag,为不引入新的杂质,则金属B是铜;
(2)酸溶芯片的过程可用稀硝酸或浓硝酸,实际的工业生产最好选择稀硝酸,其主要的理由是浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO,氧化相同量的金属,稀硝酸产生的氮的氧化物等大气污染物少,原料利用率高;
(3)王水溶解Au时会产生一种无色气体,该气体在空气中迅速变为红棕色,则该气体是NO,则王水溶解Au的离子反应方程式为: ;
(4)若用过量的Mg将1molHAuCl4完全还原,反应中镁的化合价由0价升高至+2价,金的化合价由+3价降低至0价,根据化合价升降相等可知,则参加反应的Mg的物质的量为1.5mol,质量是24g/mol 1.5mol = 36g;
(5)操作II包括了蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、晾干,洗涤中选择的洗涤剂最好是C,原因是酒精无污染,能减少硝酸铜因溶解而损失,酒精易挥发,便于晶体干燥。
【分析】废旧芯片中加入酸进行酸溶,过滤得到含Au的固体和滤液A,该酸不能溶解Au,能溶解Ag、Cu,所以用硝酸进行酸溶,滤液A中含有AgNO3、Cu(NO3)2和过量的HNO3,向A溶液中加入Cu,置换出Ag,则B为Cu;将Cu(NO3)2溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到Cu(NO3)2晶体;含有Au、Si的固体中加入王水,王水溶解Au生成HAuCl4,Si不溶于王水,过滤后得到HAuCl4溶液,用Mg还原HAuCl4得到Au。
35.(2021高二上·绥江期末)以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备耐高温陶瓷材料AlN和FeCl3·6H2O晶体的工艺流程如图所示:
(1)提高“酸溶”一步反应速率的方法有    (任意写出一种即可),滤渣I的主要成分是   (填化学式)。
(2)向滤液I中加入过量NaOH溶液;发生的离子反应有H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓和   。
(3)在滤渣II中加入盐酸,经过蒸发浓缩、   、   、低温干燥, 获得FeCl3·6H2O晶体。
(4)已知X是一种有毒气体,写出高温制备AlN的化学方程式:   。当制备AlN的反应中产生3.36 L(标准状况)气体X时,制得AlN   g。
【答案】(1)增大盐酸浓度(或者将铝土矿粉碎,或者加热等合理答案);SiO2
(2)Al3++4OH-=AlO+2H2O
(3)冷却结晶;过滤(洗涤)
(4)3C+N2+Al2O32AlN+3CO;4.1
【知识点】过滤;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】
(1)提高“酸溶”一步反应速率的方法可以通过增大盐酸浓度(或者将铝土矿粉碎,或者加热等合理答案);
根据上述分析可知滤渣1的主要成分是SiO2;
(2)滤液I中含有AlCl3、FeCl3和过量HCl,向其中加入过量NaOH溶液,发生的反应有:H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓和Al3++4OH-=+2H2O;
(3)滤渣II中加入盐酸,Fe(OH)3与HCl发生反应产生FeCl3,将反应后的溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)、低温干燥, 获得FeCl3·6H2O晶体;
(4)已知X是一种有毒气体,则X是CO。C、N2与Al2O3在高温下反应制备AlN、CO,该反应的化学方程式为:3C+N2+Al2O32AlN+3CO;根据方程式可知:每反应产生3 mol CO,反应产生2 mol AlN。现在反应产生标准状况下3.36 LCO,其物质的量n(CO)=,则制取AlN的物质的量n(AlN)=,故反应产生AlN的质量m(AlN)=0.1 mol×41 g/mol=4.1 g。
【分析】向铝土矿中加入过量盐酸,Al2O3、Fe2O3反应产生AlCl3、FeCl3,而SiO2不能反应进入滤渣1中,在滤液1中含有AlCl3、FeCl3和过量HCl,向其中加入过量NaOH溶液,反应产生NaCl、NaAlO2及Fe(OH)3沉淀,过滤得到的滤渣II中含Fe(OH)3沉淀,将其洗涤、然后酸溶得到FeCl3溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、低温干燥得到FeCl3·6H2O;向滤液中加入NaHCO3溶液,发生反应:++H2O=Al(OH)3↓+;灼烧Al(OH)3分解产生Al2O3,Al2O3、C、N2反应产生AlN、CO。
2023年高考真题变式分类汇编:蒸发和结晶、重结晶2
一、选择题
1.(2021·浙江)下列说法正确的是(  )
A.减压过滤适用于过滤胶状氢氧化物类沉淀
B.实验室电器设备着火,可用二氧化碳灭火器灭火
C.制备硫酸亚铁铵晶体时,须将含 和 的溶液浓缩至干
D.将热的 饱和溶液置于冰水中快速冷却即可制得颗粒较大的晶体
2.(2019·江苏)下列实验操作能达到实验目的的是(  )
A.用经水湿润的pH试纸测量溶液的pH
B.将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L 1NaOH溶液
C.用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体
D.用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2
3.(2021·河西模拟)下列操作或装置(略去部分夹持仪器)能达到预期目的的是(  )
可用于收集Cl2或NH3 蒸发结晶得NaHCO3 除去HCl中少量SO2 验证非金属性:N>C>Si
A B C D
A.A B.B C.C D.D
4.(2021·临汾模拟)利用实验器材(规格和数量不限,省略夹持装置),能够完成相应实验的有几项(  )
  实验器材 相应实验
① 量筒、温度计、烧杯、碎纸条、盖板 中和热的测定
② 烧杯、分液漏斗 用饱和 溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇
③ 量筒、玻璃捧、烧杯、 容量瓶 用浓盐酸配制 的稀盐酸溶液
④ 蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、直形冷凝管、锥形瓶、牛角管、石棉网 分离甲醇和甘油的混合物
⑤ 坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架 从食盐水中得到 晶体
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
5.(2021·晋中模拟)实验室提供的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、试管、蒸馏烧瓶,非玻璃仪器任选,选用上述仪器能完成的实验是(  )
A.配制一定浓度和体积的NaOH溶液
B.石油分馏
C.重结晶法提纯苯甲酸
D.从海带灰中提取碘单质
6.(2021·沧州模拟)实验室以碳化铝(含 少量C和 )和盐酸为原料在室温下反应制取甲烷并获得 ,下列图示装置不能达到相应实验目的的是(  )
已知: 。
A.制取 B.收集 C.滤去不溶物 D.制得
A.A B.B C.C D.D
7.(2021·海淀模拟)用下列仪器或装置进行相应实验,能达到实验目的的是(  )
A.蒸发结晶制备 晶体 B.分离苯和溴苯 C.实验室制取蒸馏水 D.配制100mL 溶液
A.A B.B C.C D.D
8.(2020·哈尔滨模拟)下列装置能达到实验目的的是(  )
A.熔化Na2CO3
B.保存液溴
C.分液,先放出水层,再倒出溴的苯溶液
D.进行中和热的测定
9.(2020·河北模拟)下列说法正确的是(  )
A.除去NaHCO3固体中的Na2CO3固体可用加热的方法
B.工业上采取电解熔融氧化镁的方法炼制金属镁
C.重结晶法提纯有机物选择溶剂要求:杂质在溶剂中溶解度受温度影响较大
D.溴乙烷与NaOH溶液共热后,加入AgNO3溶液,未出现淡黄色沉淀,不能说明溴乙烷没有水解
10.(2020·丰台模拟)苯甲醛在浓 NaOH 溶液中反应生成苯甲酸钠和苯甲醇,反应后静置,液体分层。有关物质的物理性质如下:
  苯甲醛 苯甲酸 苯甲醇
沸点/℃ 178.1 249.2 205.4
熔点/℃ -26 121.7 -15.3
溶解性(常温) 微溶于水,易溶于有机溶剂
下列说法错误的是(  )
A.苯甲醛既发生了氧化反应,又发生了还原反应
B.用分液法分离出有机层,再用蒸馏法分离出苯甲醇
C.反应后的混合物直接加酸酸化,再用过滤法分离得到粗苯甲酸
D.制得的粗苯甲酸可以用重结晶法进一步提纯
11.(2020·佛山模拟)利用乙醚、95%乙醇浸泡杜仲干叶,得到提取液,进步获得绿原酸粗产品的种工艺流程如下,下列说法不正确的是(  )
A.常温下,绿原酸易溶于水
B.浸膏的主要成分是绿原酸
C.减压蒸馏的目的是降低蒸馏温度,以免绿原酸变质
D.绿原酸粗产品可以通过重结晶进一步提纯
12.(2020·合肥模拟)利用下列实验装置及药品,能实现相应实验目的的是(  )
A.用图1所示装置除去HCl中含有的少量Cl2
B.用图2所示装置制备胆矾
C.用图3所示装置可以完成“喷泉”实验
D.用图4所示装置制取纯净的NH3
13.(2019·惠州模拟)下列基本操作正确的是(  )
A.过滤 B.稀释
C.尾气处理 D.蒸发结晶
14.(2019·漳州模拟)铅霜(醋酸铅)是一种中药,具有解毒敛疮、坠痰镇惊之功效,其制备方法为:将醋酸放入磁皿,投入氧化铅,微温使之溶化,以三层细布趁热滤去渣滓,放冷,即得醋酸铅结晶;如需精制,可将结晶溶于同等量的沸汤,滴醋酸少许,过七层细布,清液放冷,即得纯净铅霜。制备过程中没有涉及的操作方法是(  )
A.萃取 B.溶解 C.过滤 D.重结晶
15.(2018·兰州模拟)中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列两篇古代文献中都涉及到了KNO3。文献①:《开宝本草》记载:(KNO3)所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”,文献②《本草纲目》“火药乃焰硝(KNO3)、硫黄、山木炭所合,以为烽燧餇诸药者。”下列对其解释不合理的是(  )
A.文献①中提取KNO3利用了溶解、蒸发结晶的实验过程
B.用文献①中方法制取KNO3是因为KNO3的溶解度受温度影响不大
C.文献②中火药的使用体现了硝酸钾的氧化性
D.文献②中使用火药的产物会污染环境
16.(2018·兰州模拟)下列有关实验的叙述正确的是(  )
A.用图1装置将氯化铁溶液直接蒸干得到氯化铁固体
B.利用图2装置可制备Fe(OH)2
C.图3微热稀HNO3片刻,溶液中有气泡产生,广口瓶内始终保持无色
D.利用图4可收集氯化氢并进行尾气吸收
17.(2018·安阳模拟)《本草述钩元》中的“石碱”条目下记载“采蒿蓼之属。开窖浸水。漉起。晒干烧灰。以原水淋汁。每百斤入粉面二三斤。久则凝淀如石。连汁货之四方。浣衣发面。”下列说法错误的是(  )
A.“石碱”的有效成分为碳酸盐
B.记载中包括石碱的制法与用途
C.制取过程中包括浸取、过滤、煅烧、蒸发结晶操作
D.“浣衣发面”都与石碱的碱性有关
18.(2018·衡水模拟)中国文化源远流长,下列对描述内容所做的相关分析错误的是(  )
选项 描述 分析
A “煤饼烧蛎成灰” 这种灰称为“蜃”,主要成分为Ca(OH)2
B “以火烧之,紫青烟起,乃真硝石(KNO3)” “紫青烟”是因为发生了焰色反应
C 司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南” 司南中“杓”的材质为Fe3O4
D “信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾” 其中涉及到的操作有结晶
A.A B.B C.C D.D
19.(2018·长宁模拟)下列分离方法中,和物质的溶解度无关的是(  )
A.升华 B.萃取
C.纸层析法 D.蒸发结晶
20.(2018·安徽模拟)我国古代的化学工艺已经有相当大的成就,以下对古代文献中有关记载的化学解释错误的是(  )
选项 古代文献 记载 化学解释
A 《开宝本草》 “(KNO3)所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成” 制取KNO3可“煎炼而成”是利用KNO3的溶解度受温度影响不大
B 《格物粗谈》 “红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。” 文中的“气”是指乙烯
C 《本草纲目》 “烧酒非古法也,白元时始创其法。用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承取滴露。” 文中涉及的操作方法是蒸馏
D 《徐光启手迹》 “五金入强水皆化、惟黄金不化强水中” “强水”主要成分是硝酸
A.A B.B C.C D.D
21.(2016高一下·厦门期中)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的是(  )
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中混有的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2 4H2O
二、多选题
22.(2020高一下·黄冈期末)中华文化对人类文明和进步有着巨大贡献,对下列描述所作的解释或说明正确的是(  )
选项 描述 解释或说明
A 有硇水者,剪银塊投之,则旋而为水 能溶解银的“硇水”可能为硝酸
B 暮春之初,北海之民即煮海为盐 “煮海为盐”涉及蒸发结晶
C 曾青得铁则化为铜 曾青的蓝色来自
D 丹砂烧之成水银 金属均可用热分解法冶炼
A.A B.B C.C D.D
23.(2020高一下·扬州期末)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是(  )
选项 实验操作和现象 结论
A 向盛有某盐溶液的试管中滴入氢氧化钠溶液后,加热,试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝 该盐中含
B 向溴水中通入某无色气体,溴水褪色 该气体可能是CH2=CH2
C 一定量的铜与硝酸充分反应后,有铜剩余,再加入少量稀硫酸,铜继续溶解,并有气泡放出 Cu与稀硫酸发生了反应
D 向淀粉溶液中加少量稀硫酸,加热4~5min。冷却后向其中加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,无砖红色沉淀 淀粉没有发生水解
A.A B.B C.C D.D
三、非选择题
24.(2019·全国Ⅲ卷)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:
  水杨酸 醋酸酐 乙酰水杨酸
熔点/℃ 157~159 -72~-74 135~138
相对密度/(g·cm﹣3) 1.44 1.10 1.35
相对分子质量 138 102 180
实验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右,充分反应。稍冷后进行如下操作.
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。
②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。
回答下列问题:
(1)该合成反应中应采用__________加热。(填标号)
A.热水浴 B.酒精灯 C.煤气灯 D.电炉
(2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有   (填标号),不需使用的   (填名称)。
(3)①中需使用冷水,目的是   。
(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是   ,以便过滤除去难溶杂质。
(5)④采用的纯化方法为   。
(6)本实验的产率是   %。
25.(2019·全国Ⅰ卷)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是   。
(2)步骤②需要加热的目的是   ,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是   。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为   (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是   。分批加入H2O2,同时为了   ,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有   ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为   。
26.(2020·临朐模拟)硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作杀虫剂,媒染剂,在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分,在工业上用途广泛。常温下该物质溶于水,不溶于乙醇、乙醚,在空气中不稳定,受热时易发生分解。某化学兴趣小组以Cu粉、3mol/L的硫酸、浓氨水、10% NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500 mol/L稀盐酸、0.500 mol/L的NaOH溶液来合成硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。
(1)I.CuSO4溶液的制备
①称取4g铜粉,在A仪器中灼烧10分钟并不断搅拌,放置冷却。
②在蒸发皿中加入30mL
3mol/L的硫酸,将A中固体慢慢放入其中,加热并不断搅拌。
③趁热过滤得蓝色溶液。
A仪器的名称为   。
(2)某同学在实验中有1.5g的铜粉剩余,该同学将制得的CuSO4溶液倒入另一蒸发皿中加热浓缩至有晶膜出现,冷却析出的晶体中含有白色粉末,试解释其原因   。
(3)II.晶体的制备
将上述制备的CuSO4溶液按如图所示进行操作
已知浅蓝色沉淀的成分为Cu2(OH)2SO4,试写出生成此沉淀的离子反应方程式   。
(4)析出晶体时采用加入乙醇的方法,而不是浓缩结晶的原因是   。
(5)III.氨含量的测定
精确称取mg晶体,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入VmL10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,并用蒸馏水冲洗导管内壁,用V1mLClmol/L的盐酸标准溶液完全吸收。取下接收瓶,用C2mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl(选用甲基橙作指示剂),到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
玻璃管2的作用   ,样品中氨的质量分数的表达式   。
(6)下列实验操作可能使氨含量测定结果偏低的原因是____________________。
A.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管
B.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
C.滴定过程中选用酚酞作指示剂
D.取下接收瓶前,未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁
27.(2020·延边州模拟)重铬酸钾常用作有机合成的氧化剂和催化剂等。由含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO 等)制备K2Cr2O7的流程如图所示。
已知:I.在酸性条件下,H2O2能将Cr2O 还原为Cr3+;
Ⅱ.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Cr3+ 4.9 6.8
Fe3+ 1.5 2.8
请回答下列问题:
(1)滤渣①的主要成分    。
(2)加入H2O2的作用是(用离子方程式解释)   。
(3)加热的目的是   。
(4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为   ;若该反应的平衡常数K=4×1014L3·mol-3,已知:“酸化”后溶液中c(Cr2O )=1.6×10-3mol·L-1,则溶液中c(CrO )=   。
(5)“结晶”后得到K2Cr2O7(M=294g·mol-1)产品0.6000g,将其溶解后用稀H2SO4酸化,再用浓度为0.01000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,滴定反应为:Cr2O +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,滴定终点消耗标准溶液的体积为900mL,则产品的纯度为   。(计算结果保留四位有效数字)
(6)在K2Cr2O7存在下,可利用微生物电化学技术实现含苯酚(C6H5OH)废水的有效处理,其工作原理如图所示。
①负极的电极反应式为   ;
②一段时间后,中间室中NaCl溶液的浓度   (填“增大”、“减小”或“不变”)。
28.(2020·哈尔滨模拟)以某含镍废料(主要成分为NiO,还含有少量FeO、Fe2O3、CoO、SiO2等)为原料制备NixOy和碳酸钻的工艺流程如下:
(1)“酸溶”时需将含镍废料粉碎,目的是   ;含有CoCO3的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应,该玻璃的颜色为   。
(2)“氧化”中添加NaClO3的作用是   ,为证明添加NaClO3已足量,可用    (写化学式)溶液进行检验。
(3)“调pH”过程中生成黄钠铁钒沉淀(NaFe3(SO4)2(OH)6),其离子方程式为   。
(4)“沉钴”过程的离子方程式__。若“沉钴钻”开始时c(Co2+)=0.10 mol/L,则控制pH≤__时不会产生Co(OH)2沉淀。(已知Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15,lg2=0.3)。
(5)从NiSO4溶液获得NiSO4·6H2O晶体的操作依次是:加热浓缩溶液至有晶膜出现,   ,过滤,洗涤,干燥。“锻烧”时剩余固体质量与温度变化曲线如图,该曲线中B段所表示氧化物(NixOy)的化学式为   。
29.(2019·惠州模拟)由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下:
(1)写出KIO3在日常生活中的一个重要应用   。
(2)检验“含碘废水”中是否含有单质I2的常用试剂是   (写试剂名称)。
(3)通入SO2的目的是将I2还原为I-,该反应的离子方程式为   。
(4)工艺中五种物质的制备反应中,不涉及氧化还原反应的步骤是“制   ”。
(5)“制KI(aq)”时,该温度下水的离子积为Kw=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。
为避免0.9 mol·L-1 FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-,起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于   。
(6)“制KIO3溶液”反应的离子方程式为   。
(7)KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。流程中由“KIO3(aq)”得到KIO3晶体的操作步骤为   。
30.(2019·漳州模拟)钴是一种中等活泼金属,化合价为+2价和+3价,其中CoCl2易溶于水。某校同学设计实验制取(CH3COO)2Co(乙酸钴)并验证其分解产物。回答下列问题:
(1)甲同学用Co2O3与盐酸反应制备CoCl2 4H2O,其实验装置如下:
①烧瓶中发生反应的离子方程式为   。
②由烧瓶中的溶液制取干燥的CoCl2 4H2O,还需经过的操作有蒸发浓缩、   、洗涤、干燥等。
(2)乙同学利用甲同学制得的CoCl2 4H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2Co,并利用下列装置检验(CH3COO)2Co在氮气气氛中的分解产物。已知PdCl2溶液能被CO还原为Pd。
①装置E、F是用于检验CO和CO2的,其中盛放PdCl2溶液的是装置   (填“E”或“F”)。
②装置G的作用是   ;E、F、G中的试剂均足量,观察到I中氧化铜变红,J中固体由白色变蓝色,K中石灰水变浑浊,则可得出的结论是   。
③通氮气的作用是   。
④实验结束时,先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,其目的是   。
⑤若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3(空气中的成分不参与反应),则乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为   。
31.(2018·武汉模拟)以化工厂铬渣( 含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+)为原料提取硫酸钠的工艺流程如下:
已知:Fe3+、Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol·L-1)时pH分别为3.6和5。
回答下列问题:
(1)根据下图信息,操作B的最佳方法是   。
(2)“母液”中主要含有的离子为   。
(3)酸化后的Cr2O72-可被SO32-还原,该反应的离子方程式为   。
(4)酸化、还原操作时,酸C 和Na2SO3溶液是   (填“先后加入”或“混合后加入”),理由是   。
(5)若pH=4.0时,溶液中Cr3+尚未开始沉淀,则溶液中允许Cr3+浓度的最大值为   。
(6)根据2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O 设计图示装置,以惰性电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图中右侧电极与电源的   极相连,其电极反应式为   。透过交换膜的离子为   ,该离子移动的方向为    (填“a→b”或“b→a”)。
32.(2022高二下·保定期末)硫酸亚铁作为补血剂,可促进动物的生长发育,增强抗病能力。以钛白副产绿矾(成分为、Fe2O3、FeO、PbO、CuO)为原料制备绿矾()并测定其纯度。
(1)Ⅰ.制备绿矾的工艺流程如下:
写出两条可提高“酸浸”效率的措施:   。
(2)检验“酸浸”后的溶液中是否含Fe3+的试剂是   。
(3)“还原”时溶液中含铁物质发生反应的化学方程式为   。
(4)“一系列操作”包括   、洗涤、干燥。干燥时温度不宜过高,其原因是   。
(5)Ⅱ.纯度的测定:
实验步骤:
①称取5.0g绿矾,溶解于水中,配成250mL溶液;
②量取25.00mL待测液于锥形瓶中;
③用0.01mol·L-1的酸性KMnO4标准液滴定至终点,再重复滴定两次,消耗酸性KMnO4标准液的平均体积为35.00mL。
酸性KMnO4标准液盛放在   (填“A”或“B”)中。
(6)滴定时反应的离子方程式为   。
(7)的纯度为   。
33.(2022高二下·苏州期末)溴化锂(LiBr)是一种高效空气湿度调节剂;碘化钠(NaI)可用于医用祛痰剂等。它们可利用单质直接化合、氢氧化物和氢卤酸中和等反应合成。
(1)工业上以碳酸锂为原料制备晶体的流程如下:
①合成LiBr时生成了两种参与大气循环的气体,反应的化学方程式为   。
②加还原剂硫脲除去可能含有的,共有   molσ键。
③溴化锂的溶解度随温度的变化曲线如图所示。则从脱色、过滤所得溶液中提取晶体的操作有:在HBr氛围下蒸发浓缩、   ,   ,洗涤后烘干。
(2)某学生兴趣小组在实验室用碘单质制备较纯的NaI晶体,部分装置如图所示。
药品:溶液(含8.2gNaOH)、25.4g碘、水合肼(还原剂,产物为N2)、1.0g活性炭和蒸馏水等。
实验步骤:向三口烧瓶中加入30mLNaOH溶液,边搅拌边加入25.4g单质碘。连接好装置并通入冷凝水,过滤后将滤液蒸发浓缩、结晶、过滤、干燥得产品24.3g。
回答问题:①碘溶于NaOH溶液生成NaI和的离子方程式为   。
②设计合理方案,补充完整上述实验步骤:   。
34.(2022高二下·成都期末)废旧芯片中常含有大量的单质Si和少量的Au、Ag、Cu等金属。某化学课外兴趣小组设计了如下图所示方法回收废旧芯片中的Au、Ag并制取硝酸铜晶体。回答下列问题:
已知:①王水是浓硝酸与浓盐酸以体积比1:3形成的混合溶液;
②Au只溶于王水;
③的电离方程式:。
(1)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器有玻璃棒和   ,金属B是   。
(2)酸溶芯片的过程可用稀硝酸或浓硝酸,实际的工业生产最好选择   硝酸(填“稀”或“浓”),其主要的理由是   。
(3)王水溶解Au时会产生一种无色气体,该气体在空气中迅速变为红棕色,则王水溶解Au的离子反应方程式为   。
(4)若用过量的Mg将1mol完全还原,则参加反应的Mg的质量是   g。
(5)操作Ⅱ包括了蒸发浓缩、   、过滤、洗涤、琼干,洗涤中选择的洗涤剂最好是   (填正确答案标号),原因是   。
A.蒸馏水 B. C.70%酒精 D.饱和溶液
35.(2021高二上·绥江期末)以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备耐高温陶瓷材料AlN和FeCl3·6H2O晶体的工艺流程如图所示:
(1)提高“酸溶”一步反应速率的方法有    (任意写出一种即可),滤渣I的主要成分是   (填化学式)。
(2)向滤液I中加入过量NaOH溶液;发生的离子反应有H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓和   。
(3)在滤渣II中加入盐酸,经过蒸发浓缩、   、   、低温干燥, 获得FeCl3·6H2O晶体。
(4)已知X是一种有毒气体,写出高温制备AlN的化学方程式:   。当制备AlN的反应中产生3.36 L(标准状况)气体X时,制得AlN   g。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.胶体的直径小于滤纸的孔径,因此胶体可以透过滤纸,但是胶体可能堵塞滤纸,故A不符合题意
B.实验室设备着火可以用二氧化碳灭火器进行灭火,故B符合题意
C.加热蒸干硫酸亚铁和硫酸铵的溶液时可能得到的是将结晶水失去,故C不符合题意
D.将热的硝酸钾的饱和溶液快速冷却得到的是较小的晶体颗粒,故D不符合题意
故答案为:B
【分析】A.可以选择的是半透薄进行过滤
B.二氧化碳不能燃烧不支持燃烧可以用来灭火
C.一般制取晶体时得到较多晶体时,即可停止加热利用余热将其蒸干
D.要想得到大的晶体应该是缓慢冷却
2.【答案】D
【知识点】溶液酸碱性的判断及相关计算;二氧化硫的性质;蒸发和结晶、重结晶;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A、测溶液的pH值时,应用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,显色后与标准比色卡对照,得出溶液的pH值;若pH试纸润湿,则相当于对溶液进行了稀释操作,对于酸性溶液,会使得结果偏大,对于碱性溶液,会的结果偏小,对于中性溶液,则无影响,A不符合题意;
B、配制一定物质的量浓度的溶液时,应先将固体在烧杯中溶解,恢复至室温后,再转移到容量瓶中,不可在容量瓶内进行溶解操作,B不符合题意;
C、AlCl3在水中易水解,产生Al(OH)3和具有挥发性的HCl,直接加热蒸发AlCl3溶液,最终得到的是Al(OH)3,欲得到AlCl3晶体,应在HCl气流中加热蒸发,以抑制AlCl3的水解,C不符合题意;
D、SO2能与NaOH溶液反应,乙烯不能,故将混合气体通过NaOH溶液,可除去乙烯中混有的SO2,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、根据测溶液pH的实验操作分析;
B、不能在容量瓶内进行溶解;
C、AlCl3在水中易水解,产生Al(OH)3和具有挥发性的HCl;
D、SO2能与NaOH溶液反应,乙烯不能;
3.【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;除杂;气体的收集;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.氯气的密度比空气的大,可采用 “长管进短管出”的集气方式收集,氨气的密度比空气的小,则采用“短管进长管出”的集气方式收集,A符合题意;
B.NaHCO3不稳定,受热易分解,所以不能利用蒸发结晶的方式制备碳酸氢钠固体,B不符合题意;
C.HCl可与NaHSO3发生反应生成SO2,不能达到除杂目的,C不符合题意;
D.浓硝酸易挥发,则盛有硅酸钠溶液的洗气瓶中若有白色沉淀生成,不一定是二氧化碳与硅酸钠溶液反应所导致,也可能是挥发的硝酸与硅酸钠反应而得到的硅酸沉淀,所以不能达到预期目的,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据密度与空气的差异即可判断收集方法,氯气和氨气与空气的密度差异较大故可以采用排空气法收集
B.一般采用冷却结晶的方法得到碳酸氢钠的晶体
C.利用饱和的碳酸氢钠溶液除杂
D.一般选择最高价氧化物对应的水合物进行判断非金属性的强弱
4.【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;除杂;配制一定物质的量浓度的溶液;中和热的测定
【解析】【解答】①缺少环形玻璃搅拌棒;③缺少胶头滴管;⑤蒸发结晶不用坩埚而用蒸发皿,只有②、④能够完成,故A符合题意;
故答案为:A。
【分析】①中和热的测定需要搅拌,搅拌时需要用环形玻璃棒 ②可以进行分液 ③配置一定物质的量浓度的溶液时定容1-2mL时需要用到胶头滴管 ④可以进行分离 ⑤蒸发结晶时用的是蒸发皿不是坩埚
5.【答案】C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;蒸馏与分馏;物质的分离与提纯;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A.缺少一定体积的容量瓶和胶头滴管等仪器,故A实验不能完成;
B.缺少冷凝管、锥形瓶、牛角管等仪器,故B实验不能完成;
C.重结晶法提纯苯甲酸需要用到蒸发浓缩仪器——酒精灯、蒸发皿、玻璃棒,过滤仪器——烧杯、普通漏斗、玻璃棒,故C实验能完成;
D.提取碘需要分液装置,缺少分液漏斗,故D实验不能完成;
故答案为C。
【分析】A. 配制一定浓度和体积的NaOH溶液需要烧杯、胶头滴管、玻璃棒、一定体积容量瓶、玻璃棒
B.石油分离需要用到蒸馏烧瓶、温度计、酒精灯、冷凝管、锥形瓶、牛角管等仪器
C.重结晶法提纯苯甲酸的仪器是酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、烧杯、普通漏斗
D. 从海带灰中提取碘单质 的仪器是酒精灯、玻璃棒、烧杯、普通漏斗、分液漏斗
6.【答案】D
【知识点】过滤;蒸发和结晶、重结晶;气体的收集;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A.碳化铝和盐酸为原料在室温下反应制取甲烷,装置符合要求,选项A能达到实验目的;
B.甲烷的密度小于空气,不与空气中的成分反应且不造成污染,可以用向下排空气法收集,选项B能达到实验目的;
C.滤去不溶物时可通过过滤完成,实验操作符合题意,选项C能达到实验目的;
D.含 的滤液在蒸发结晶过程中不断水解并挥发出HCl,最终得到碱式氯化铝、 或其分解产物,应在HCl气流中加热,选项D不能达到实验目的。
故答案为:D。
【分析】A.根据反应物和生成物以及条件进行判断
B.根据甲烷的密度进行判断收集方法
C.分液液体和固体一般用的是过滤
D.考虑到铝离子的水解,应该在氯化氢气流中进行蒸发结晶
7.【答案】C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;实验室制取蒸馏水;配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A.碳酸氢钠具有热不稳定性,不适宜用蒸发结晶,A不符合题意;
B.苯和溴苯互溶,不能采用分液的方法分离,B不符合题意;
C.用天然水在实验室制备蒸馏水,天然水中所含矿物质的熔沸点高,蒸馏时水会沸腾,水蒸气经冷凝即为蒸馏水,C符合题意;
D.配制100mL 溶液应用100mL容量瓶、不能用烧杯,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.从溶液中写出碳酸氢钠晶体,应该采用降温结晶
B.均是有机物相似相溶应该采用蒸馏
C.制取蒸馏水需要用到蒸馏装置
D.配制容器使用错误,应该在烧杯中溶解冷却后转移到容量瓶中进行定容
8.【答案】C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;分液和萃取;中和热的测定
【解析】【解答】A.瓷坩埚中含有二氧化硅,高温下熔融碳酸钠与二氧化硅反应,不能用瓷坩埚熔化碳酸钠,可选用铁坩埚,故A不符合题意;
B.液溴能够腐蚀橡胶,不能用橡皮塞,故B不符合题意;
C.苯的密度小于水,混合液分层后有机层在上层,用该装置分液时,先放出下层的水层,然后再倒出溴的苯溶液,该操作方法合理,故C符合题意;
D.图中缺少环形玻璃搅拌棒,则不能准确测定反应的最高温度,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.瓷坩埚中含有二氧化硅,不能熔融碱性物质
B.溴水具有氧化性,能够腐蚀橡胶,不能用橡皮塞
C. 分液。下层从下口放出,上层从上口倒出
D.中和热的测定装置需要环形玻璃搅拌棒
9.【答案】D
【知识点】金属冶炼的一般原理;钠的重要化合物;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A.NaHCO3固体加热生成碳酸钠,而碳酸钠加热不分解,则不能用加热的方法除杂,A不符合题意;
B.氧化镁的熔点高,电解需要耗费大量能源,工业上采取电解熔融沸点较低的氯化镁的方法炼制金属镁,B不符合题意;
C.重结晶法提纯有机物选择溶剂要求:被提纯物在此溶剂中的溶解度受温度影响较大,杂质在此溶剂中的溶解度受温度影响较小,便于被提纯物的析出;如杂质在此溶剂中的溶解度随温度的变化较大,也会析出,不能进行重结晶,C不符合题意;
D.在加入硝酸银溶液之前必须先加稀硝酸中和未反应的NaOH,防止硝酸银和NaOH反应而干扰溴离子的检验,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.碳酸氢钠受热分解,碳酸钠受热不分解;
B.氧化镁熔点较高,通常采用电解氯化镁获得金属Mg;
C、温度影响溶解度,若被提纯物的溶解度随温度变化大,适用重结晶法分离;
D、在加入硝酸银溶液之前必须先加入稀硝酸,否则不出现淡黄色沉淀。
10.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;过滤;蒸发和结晶、重结晶;蒸馏与分馏
【解析】【解答】A.苯甲醛→苯甲酸,增加了氧原子,属于氧化反应,苯甲醛→苯甲醇,增加了氢原子,属于还原反应,所以苯甲醛既发生了氧化反应,又发生了还原反应,A不符合题意;
B.反应后的溶液分为有机层和水层,互不相溶,可用分液法分离,有机层中苯甲醛和苯甲醇的沸点相差较大,可用蒸馏法分离,B不符合题意;
C.反应后的溶液中加酸酸化,苯甲酸进入有机层,应该分液后蒸馏,C符合题意;
D.苯甲酸为无色、无味片状晶体,常温下,苯甲酸微溶于水,含杂质的粗苯甲酸可用重结晶法提纯,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、醛基既有氧化性又有还原性;
B、对于互不相溶的两种物质用分液法分离,互溶的两种物质用蒸馏法进行分离;
C、互溶的两种物质用蒸馏法进行分离;
D、根据表格数据提纯粗苯甲酸。
11.【答案】A
【知识点】过滤;蒸发和结晶、重结晶;蒸馏与分馏
【解析】【解答】A. 由流程图可知,绿原酸易溶于乙酸乙酯,难溶于水,故A不符合题意;
B. 浸膏的主要成分是绿原酸固体,故B不符合题意;
C. 减压蒸馏的目的是降低蒸馏温度,以免绿原酸分解或变质,故C不符合题意;
D. 绿原酸粗产品可以通过重结晶进一步提纯,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】由流程图可知,绿原酸可通过加入乙酸乙酯萃取分液,有机层中含有绿原酸,再通过减压蒸馏分离乙酸乙酯和绿原酸,在通过温水洗涤浸膏,冷却过滤后得到绿原酸粗产品,以此分析。
12.【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;氯气的化学性质;氯气的实验室制法;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A.氯气不溶于饱和食盐水,而HCl可溶,因此用饱和食盐水是用于除去氯气中混有的HCl,A不符合题意;
B.蒸发结晶过程中,会导致CuSO4·5H2O失去结晶水,应采用蒸发浓缩、降温结晶的方法,B不符合题意;
C.Cl2能与NaOH溶液反应,使得圆底烧瓶内的压强减小,在外界大气压的作用下形成喷泉,C符合题意;
D.NH3的密度比空气小,应采用向下排空气法收集,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据氯气不溶于饱和食盐水的性质分析;
B.蒸发结晶过程中会导致结晶水脱去;
C.结合Cl2与NaOH溶液的反应分析;
D.根据NH3的性质分析;
13.【答案】D
【知识点】过滤;蒸发和结晶、重结晶;洗气
【解析】【解答】A.过滤时,应用玻璃棒引流,引流过程中,玻璃棒不能搅拌,A不符合题意;
B.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,B不符合题意;
C.用NaOH溶液吸收SO2时,所用吸收装置应敞口,C不符合题意;
D.蒸发结晶应在蒸发皿中进行,且过程中需要用玻璃棒不断搅拌,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.结合过滤操作分析;
B.结合浓硫酸的稀释操作分析;
C.结合蒸发结晶操作分析;
D.结合洗气装置分析;
14.【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;蒸馏与分馏;分液和萃取;物质的分离与提纯
【解析】【解答】此操作中,将醋酸放入磁皿,投入氧化铅,微温使之溶化操作为溶解;放冷,即得醋酸铅结晶…清液放冷,即得纯净铅霜此操作为重结晶;以三层细纱布趁热滤去渣滓,此操作为过滤,未涉及萃取,
故答案为:A
【分析】萃取指利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来的方法。
15.【答案】B
【知识点】蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A.由“扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”,可得文献①中提取KNO3利用了溶解、蒸发结晶的实验过程,A不符合题意;
B.KNO3的溶解度受温度影响变化较大,B符合题意;
C.火药发生化学反应时生成N2,KNO3中氮元素的化合价降低,体现了硝酸钾的氧化性,C不符合题意;
D.文献②中使用火药可能会产生碳氧化物、氮氧化物、硫化物等污染物,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.“扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”,体现了溶解、蒸发结晶的过程;
B.KNO3的溶解度随温度的升高而迅速增大;
C.根据反应时氮元素化合价的变化分析;
D.根据火药燃烧产物分析;
16.【答案】B
【知识点】硝酸的化学性质;蒸发和结晶、重结晶;气体的收集;制取氢氧化铁、氢氧化亚铁
【解析】【解答】A.在FeCl3溶液中,Fe3+发生水解:FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl,由于加热蒸发,使HCl挥发,使平衡不断向右移动,结果生成Fe(OH)3,又由于灼热使Fe(OH)3分解生成Fe2O3,A不符合题意;
B.如图2装置制备Fe(OH)2,稀硫酸与铁粉反应生成氢气,可排出试管中的空气,盛NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液中,右侧导管插入水中隔绝了空气,所以制得的Fe(OH)2可以较长时间稳定存在,B符合题意;
C.稀硝酸与Cu反应生成NO气体,无色NO气体进入广口瓶,被空气中的氧气氧化为红棕色NO2气体,C不符合题意;
D.氯化氢的密度比空气的大,如图所示收集应该长导管进气,空气从短导管排出,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.FeCl3溶液在加热时易水解,最终得到Fe(OH)3;
B.制备Fe(OH)2时,应注意隔绝空气,防止Fe(OH)2被氧化;
C.稀硝酸的还原产物为NO,NO易被空气中的O2氧化成红棕色的NO2;
D.HCl的密度比空气大,应从长导管进入;
17.【答案】C
【知识点】常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;分液和萃取;除杂
【解析】【解答】A.“采蒿蓼之属,晒干烧灰”,说明“石碱”成分来自植物烧成的灰中的成分,“以原水淋汁”,说明该成分易溶于水,久则凝淀如石,浣衣发面,能去污亦能能作为发酵剂,说明“石碱”的有效成分为碳酸盐,故A不符合题意;
B.记载中包括石碱的制法与用途,故B不符合题意;
C.制取过程中包括浸取、过滤、煅烧等操作,但没有蒸发结晶操作,故C符合题意;
D.“浣衣发面”,碳酸盐用作去污和发酵剂是利用碳酸盐水解显碱性,故D不符合题意;故答案为:C。
【分析】本题考查史书中的化学知识。
18.【答案】A
【知识点】焰色反应;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A、这种灰主要成分一定不可能是为Ca(OH)2,Ca(OH)2可在空气中与CO2继续反应,故A符合题意;
B、“紫青烟”是因为发生了焰色反应,钾的焰色反应即为紫色,故B不符合题意;
C、司南中“杓”的应该是有磁性的,磁性氧化铁,材质为Fe3O4,故C不符合题意;
D、挹其水熬之,则成胆矾”,该操作为结晶,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.氢氧化钙属于碱,能与酸性气体反应;
B.焰色反应是某些金属元素的特征反应;
C.铁的氧化物中四氧化三铁具有磁性;
D.加热水溶液得到固体是蒸发结晶。
19.【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;分液和萃取;升华;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、固体不经过液体直接变为气体的叫升华,与物质的熔沸点有关系,与溶解度无关,选项A符合题意;
B、萃取适合于溶质在不同溶剂中的溶解性不同而分离的一种方法,与溶解度有关系,选项B不符合题意;
C、纸上层析是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的溶解度不同而达到分离目的,与溶解度有关系,选项C不符合题意;
D、蒸发结晶法适用于溶质的溶解度受温度影响不大的晶体分离的一种方法,是从溶液或熔体中结晶的过程,与溶解度有关系,选项D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A、固体加热直接变为气体叫升华,是熔点高于沸点的缘故。
B、萃取的关键是溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同;
C、纸上层析是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的溶解度不同;
D、蒸发结晶法适用于溶质的溶解度受温度影响不大的晶体分离的一种方法。
20.【答案】A
【知识点】蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A. “煎炼而成”涉及蒸发结晶操作,是利用KNO3的溶解度受温度影响较大,来制取KNO3,故A符合题意;
B.成熟木瓜能够释放乙烯,促进未成熟红柿成熟,故B不符合题意;
C.烧酒的酿造方法为:加热浓酒和糟,利用沸点不同,将酒蒸出,然后用器皿盛装冷凝后的馏分,即为蒸馏,故C不符合题意;
D.根据“五金入强水皆化、惟黄金不化强水中”判断“强水”主要成分是硝酸。
故答案为:A。
【分析】A中利用溶解度的随温度的变化不同而采用的结晶法分离物质。而硝酸钾的溶解度随温度变化比较大。
21.【答案】C
【知识点】氯气的实验室制法;过滤;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】解:A、二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热,甲装置无加热仪器,故A错误;
B、饱和碳酸氢钠溶液呈碱性,能吸收氯气,且NaHCO3和HCl反应能生成CO2,引入新的杂质气体,所以吸收试剂应该为饱和食盐水,并且气体应为长进短出,故B错误;
C、二氧化锰不溶于水,因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤,丙装置为过滤装置,故C正确;
D、锰离子水解,水解吸热,因此不能直接加热蒸发氯化锰溶液制MnCl2 4H2O,应该在HCl的气氛中进行,故D错误;
故选C.
【分析】A、二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热;
B、饱和碳酸氢钠溶液呈碱性,能吸收氯气,气体应为长进短处;
C、二氧化锰不溶于水,将液体和不溶于液体的固体分离开来的一种方法为过滤;
D、锰离子可发生水解.
22.【答案】A,B
【知识点】金属冶炼的一般原理;铜及其化合物;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】A.硝酸可溶解银单质生成可溶于水的AgNO3,故A符合题意;
B.“煮海为盐”是将海水中水分蒸发从而结晶成盐,故B符合题意;
C.硫酸铜溶液为蓝色,而 为黑色,故C不符合题意;
D.一些不活泼的金属,才能直接用加热分解的方法从其化合物中还原出来,故D不符合题意;
故答案为AB。
【分析】A.银可溶于硝酸,根据性质即可确定物质
B.氯化钠的溶解度随着温度的变化不大,故采用的是蒸发结晶的方式进行
C.主要是铁和硫酸铜溶液反应
D.一般不活泼的金属可以用燃烧法制取,一些活泼的金属一般电解熔融的化合物的方式进行制取
23.【答案】A,B
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;几组未知物的检验
【解析】【解答】A.氢氧化钠溶液与含有铵根离子的溶液反应生成NH3 H2O,加热促进NH3 H2O分解放出氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则原溶液中含有 ,故A符合题意;
B.具有还原性的气体或碱性气体可与溴水反应,也可能是能够与溴发生加成反应的气体,则溴水褪色,该气体可能为乙烯,故B符合题意;
C.一定量的铜与硝酸充分反应后,有铜剩余,再加入少量稀硫酸,铜继续溶解,并有气泡放出,是因为铜与硝酸反应生成了硝酸铜,硝酸铜在酸性溶液中具有氧化性,能够与铜反应放出一氧化氮气体,铜与稀硫酸不反应,故C不符合题意;
D.水解后的溶液显酸性,需要加入氢氧化钠中和硫酸,再在碱性溶液中检验葡萄糖,故D不符合题意;
故答案为:AB。
【分析】本题的易错点为D,要注意葡萄糖的特征反应需要在碱性溶液中才能进行。
24.【答案】(1)A
(2)BD;分液漏斗、容量瓶
(3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)
(4)生成可溶的乙酰水杨酸钠
(5)重结晶
(6)60
【知识点】常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;除杂
【解析】【解答】(1)该反应的反应温度维持在70℃左右,低于100℃,因此可以直接采用水浴加热的方式进行加热;
(2)步骤①中涉及过滤操作,过滤所需的仪器有:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒,因此需要使用到的仪器为BD,不需要使用到的仪器为A(分液漏斗)和C(容量瓶);
(3)步骤①中加入冷水,后过滤得到乙酰水杨酸,因此步骤①中使用冷水的目的是降低温度,使乙酰水杨酸充分析出;
(4)乙酰水杨酸能与NaHCO3溶液反应,加入饱和NaHCO3溶液是为了将乙酰水杨酸转化诶乙酰水杨酸钠溶液,过滤后出去难溶性杂质,以提纯乙酰水杨酸;
(5)对晶体的提纯,应用重结晶操作;
(6)反应过程中,加入醋酸酐的质量m(醋酸酐)=10 mL×1.10g/mL=11.0g,因此反应过程中,6.9g水杨酸完全反应,设生成的乙酰水杨酸钠的质量为x,由反应的化学方程式可得关系式:,解得 x=9.0 g,因此本实验的产率为:;
【分析】(1)根据反应温度确定加热方式;
(2)步骤①中涉及过滤操作,结合过滤装置确定所需的仪器;
(3)冷水的作用是降温,使产物结晶析出;
(4)乙酰水杨酸能与NaHCO3溶液反应;
(5)晶体的提纯用重结晶操作;
(6)由反应的化学方程式计算乙酸水杨酸的理论产量,结合公式计算本实验的产率;
25.【答案】(1)碱煮水洗
(2)加快反应;热水浴;C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质;防止Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
【知识点】氧化还原反应;蒸发和结晶、重结晶;复杂化学式的确定;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】(1)油污主要成分是油脂,油脂与碱反应生成高级脂肪防酸盐和丙三醇都能溶于水,所以可以除去 ,故答案为:
碱煮水洗 。
(2)温度对反应速率的影响,可以加快反应速率。根据温度范围,可以选择加热方式:水浴加热。产生硫化氢气体有毒显酸性所以用氢氧化钠吸收,但要防止倒吸现象,故答案为;1、加快反应2、热水浴3、C。
(3)根据最后溶液时硫酸铁铵得出铁是三价铁,而前面反应生成的是二价铁,所以需要氧化性物质,进行氧化,而双氧水是绿色氧化剂,故答案为: 将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 。
由于三价铁离子的水解程度比较大,故要调节ph防止三价铁水解。故答案为: 防止Fe3+水解 。
(4)得到晶体的一系列过程操作是: 加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) 。
(5)设硫酸铁铵和水分子的物质的量之比为1:x,根据18x/M+18x= 5.6% 。解出x=12.
【分析】(1)根据油脂的性质进行判断除杂试剂。
(2)根据图反应物和生成物之间的反应类型,关系进行判断条件,根据加热温度选择加热方式,根据气体性质选择吸收剂。
(3)根据反应产物和反应物之间元素化合价的变化进行判断反应类型,再判断试剂作用。
(4)根据产物选择实验操作方法。
(5)根据已知关系利用质量分数计算方法进行计算。
26.【答案】(1)坩埚
(2)反应中硫酸过量,在浓缩过程中,稀硫酸逐渐变浓,浓硫酸的吸水性使 失水变成
(3)
(4)硫酸四氨合铜晶体容易受热分解
(5)平衡气压,防止堵塞和倒吸;
(6)A;C
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;中和滴定;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)固体的灼烧应在坩埚中进行;
(2)冷却析出的晶体中含有的白色粉末为CuSO4,CuSO4是由CuSO4·5H2O失去结晶水形成的,其原因是反应中硫酸过量,在浓缩过程中,稀硫酸浓度逐渐变大,形成浓硫酸,浓硫酸的吸水性使CuSO4·5H2O失去结晶水,变成了CuSO4;
(3)往CuSO4溶液中加入适量NH3·H2O后形成Cu2(OH)2SO4,因此参与反应的物质有CuSO4和NH3·H2O,生成的浅蓝色沉淀为Cu2(OH)2SO4,因此反应的离子方程式为:2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4↓+2NH4+;
(4)由于硫酸四氨合铜晶体受热易分解,因此不能通过浓缩结晶的方法析出晶体;而硫酸四氨合铜不溶于乙醇,可通过加入乙醇,使其结晶析出;
(5)玻璃管2将圆底烧瓶与外界相连,起到平衡气压的作用,可防止堵塞和倒吸;
与NaOH反应的HCl的物质的量n(HCl)=n(NaOH)=C2mol/L×V2×10-3L=C2V2×10-3mol,则与NH3反应的HCl的物质的量n(HCl)=C1mol/L×V1×10-3L-C2V2×10-3mol=(C1V1-C2V2)×10-3mol;NH3与HCl反应的化学方程式为:NH3+HCl=NH4Cl,因此晶体中所含氨的物质的量n(NH3)=n(HCl)=(C1V1-C2V2)×10-3mol,故晶体的氨的含量为;
(6)A、滴定时未用NaOH溶液润洗滴定管,导致NaOH溶液被稀释,消耗NaOH溶液的体积增大,即V2增大,测定结果偏低,A符合题意;
B、读数时,滴定前平视,滴定后俯视,则消耗NaOH溶液的体积偏小,即V2偏小,测定结果偏高,B不符合题意;
C、滴定过程用酚酞做指示剂,则消耗NaOH溶液的体积偏大,即V2偏大,测定结果偏低,C符合题意;
D、未用蒸馏水冲洗导管外壁,则消耗NaOH溶液的体积偏小,即V2偏小,测定结果偏大,D不符合题意;
故答案为:AC
【分析】(1)根据固体的灼烧分析;
(2)白色粉末为CuSO4,根据结晶过程分析CuSO4的产生;
(3)根据题干信息确定反应物和生成物,从而书写反应的离子方程式;
(4)根据硫酸四氨合铜的性质分析;
(5)玻璃管2起到平衡气压的作用;根据发生反应的化学方程式进行计算;
(6)使氨的含量测定结果偏低,则滴定过程中V2增大,据此结合选项分析;
27.【答案】(1)Fe(OH)3和Cr(OH)3
(2)2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO +8H2O
(3)除去过量H2O2,防止将Cr2O 还原成Cr3+
(4)2CrO +2H+ Cr2O +H2O;2×10-8mol/L
(5)73.50%
(6)C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+;减小
【知识点】电极反应和电池反应方程式;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】(1)由以上分析可知滤渣①的主要成分是Fe(OH)3和Cr(OH)3;(2)“氧化”步骤中,碱性条件下,过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4溶液,反应的离子方程式为2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO +8H2O;(3)因为在酸性条件下,H2O2能将Cr2O 还原为Cr3+,为防止后续“酸化”步骤中H2O2将Cr2O 还原为Cr3+而混入杂质,所以酸化之前必须除去H2O2,并且H2O2对热不稳定、易分解,通过加热可除去;(4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为2CrO +2H+ Cr2O +H2O;酸化”过程中pH=1,即c(H+)=0.1mol/L,反应2CrO +2H+ Cr2O +H2O的平衡常数K= = =4×1014,解得 =2×10-8mol L-1;(5)由反应Cr2O +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O有n(K2Cr2O7)= n[(NH4)2Fe(SO4)2]= ×0.0100mol/L×0.9L=0.0015mol,产品的纯度=0.0015mol×294g/mol/0.6000g×100%=73.50%;(6)①C6H5OH→CO2,则苯酚发生氧化反应、作负极,结合电子守恒和电荷守恒有电极反应式C6H5OH+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+;
②由于电解质NaCl溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离,使Na+和Cl-不能定向移动,所以电池工作时,负极生成的H+透过阳离子交换膜加入NaCl溶液中,正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液中与H+反应生成水,是NaCl溶液浓度减小。
【分析】含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO 等)制备K2Cr2O7的流程:废液与足量KOH反应生成沉淀Cr(OH)3、Fe(OH)3,过滤得到滤渣①Cr(OH)3、Fe(OH)3混合物,除去K+、SO 等离子,碱性条件下在滤渣中加入过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4,过滤除去Fe(OH)3,得到K2CrO4滤液②,加热除去过量过氧化氢,防止后续加酸时H2O2能将Cr2O 还原为Cr3+,加酸调pH=1,使K2CrO4溶液转化为K2Cr2O7溶液,蒸发结晶得到K2Cr2O7晶体,以此解答该题。
28.【答案】(1)提高浸出率或提高浸出速率;蓝
(2)Fe2+氧化为Fe3+;K3[Fe(CN)6]
(3)3Fe3++Na++2SO42-+3H2O+3CO32-=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑
(4)Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O|7.3
(5)降温结晶(或冷却结晶);Ni2O3
【知识点】化学反应速率的影响因素;二价铁离子和三价铁离子的检验;蒸发和结晶、重结晶
【解析】【解答】(1)“酸溶”时需将含镍废料粉碎,目的是提高浸出率或提高浸出速率;
含有CoCO3的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应(即透过蓝色钴玻璃),故该玻璃的颜色为蓝色;(2)"氧化"中添加NaClO3的作用是将Fe2+氧化为Fe3+便于除去,为证明添加NaClO3已足量,实际是检验是否含有Fe2+,可用K3[Fe(CN)6]溶液进行检验;(3)“调pH”过程中生成黄钠铁钒沉淀,其离子方程式为3Fe3++Na++2SO42-+3H2O+3CO32-=NaFe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑;(4)“沉钴”过程的离子方程式Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O,已知由题干信息可知,Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15,lg2=0.3,若“沉钴”开始时c(Co2+)=0.10 mol/L,结合沉淀溶解平衡Co(OH)2 Co2++2OH-,则Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=0.10×c2(OH-)=4.0×10-15,c(OH-)=2×10-7,c(H+)= ,pH=-lg =7+lg2=7.3,因此控制pH≤7.3时不会产生Co(OH)2沉淀;(5)从NiSO4溶液获得NiSO4·6H2O晶体的操作依次是:加热浓缩溶液至有晶膜出现,降温结晶(或冷却结晶),过滤,洗涤,干燥;
“煅烧”时剩余固体质量与温度变化曲线如图,从26.3gNiSO4·6H2O失水变成15.5g,n(NiSO4·6H2O):n(H2O)= ,26.3gNiSO4·6H2O中n(Ni)= =0.10mol,8.3g中n(Ni):n(O)=0.1mol: =2:3,该曲线中B段所表示氧化物的化学式为Ni2O3。
【分析】金属镍废料(除含 NiO 外,还含有少量 FeO、Fe2O3、CoO等)加入硫酸酸浸,酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Co2+等,加入NaClO3氧化亚铁离子为铁离子,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铝离子、铁离子全部沉淀,过滤后的滤液中再加入碳酸钠沉淀镍离子得黄钠铁矾渣,滤液中加入萃取剂得到沉钴和有机层,沉钴中加入NaHCO3溶液得碳酸钴;有机层处理后生成NiSO4溶液,蒸发浓缩、冷却结晶、得NiSO4·6H2O晶体,灼烧得NixOy。
29.【答案】(1)食盐添加剂,补充碘成分,预防碘缺乏病(合理即得分)
(2)淀粉溶液
(3)SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+
(4)KI(aq)
(5)6.0
(6)5Cl2+I2+12OH-=2IO +10Cl-+6H2O
(7)蒸发浓缩,降温结晶
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;二氧化硫的性质;蒸发和结晶、重结晶;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)KIO3在日常生活中常用作食盐添加剂,用于补充碘元素;
(2)检验“含碘废水”中的碘单质时,应使用淀粉溶液,淀粉遇碘变蓝色,据此确定“含碘废水”中是否含有单质碘;
(3)SO2具有还原性,I2具有氧化性,二者可发生氧化还原反应,该反应的离子方程式为:SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+;
(4)“制CuI(s)”过程中,Cu的化合价由+2价变为+1价,发生氧化还原反应;“制FeI2(aq)”过程中,Fe的化合价由0价变为+2价,发生氧化还原反应;“制KI(aq)”过程中,各元素的化合价没有发生变化,不涉及氧化还原反应;“制I2”过程中,I由-1价变为0价,发生氧化还原反应;“制KIO3(aq)”过程中,I由0价变为+5价,发生氧化还原反应;
(5)形成Fe(OH)2时溶液中,因此溶液中c(OH-)=10-7mol/L,则该温度下溶液中,则pH=6。因此为避免溶液中Fe2+水解成Fe(OH)2胶体,起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于6.0;
(6)“制KIO3溶液”时,Cl2将I2氧化成IO3-,该反应的离子方程式为: 5Cl2+I2+12OH-=2IO3-+10Cl-+6H2O;
(7)由溶解度曲线可知,KIO3的溶解度随温度的升高而增大,因此由KIO3溶液制取KIO3晶体的操作步骤为:蒸发浓缩、降温结晶;
【分析】(1)“加碘盐”中添加的是KIO3,用于补充碘元素;
(2)根据“淀粉遇碘变蓝色”的性质分析;
(3)SO2具有还原性,I2具有氧化性,二者可发生氧化还原反应;
(4)根据各个步骤中元素化合价变化分析;
(5)根据Fe(OH)2的Ksp和水的离子积进行计算;
(6)“制KIO3溶液”时,Cl2将I2氧化成IO3-,据此写出反应的离子方程式;
(7)根据KIO3的溶解度曲线分析;
30.【答案】(1)Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O;冷却结晶、过滤
(2)F;除去CO2;分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质;将D中的气态产物被后续装置所吸收,或排除装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水CuSO4的干燥管中;防止倒吸;3(CH3COO)2Co Co3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑
【知识点】蒸发和结晶、重结晶;实验装置综合;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)①已知,盐酸、COCl2易溶于水,写离子形式,氧化物、单质写化学式,反应的离子方程式: Co2O3+2Cl-+6H+=2Co2++Cl2↑+3H2O;
②因反应产物中含有结晶水,则不能直接加热制取,应采用:蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤干燥等操作;(2)①装置E、F是用于检验CO和CO2,PdCl2溶液能被CO还原为Pd,因此装置E用于检验CO2,F装置用于检验CO,装盛足量PdCl2溶液;
②装置G的作用是吸收CO2,以防在装置内对后续实验产生干扰;氧化铜变红,则氧化铜被还原,无水硫酸铜变蓝,说明反应中产生水,石灰水变浑浊,则说明产生二氧化碳气体,则说明分解产物中含有一种或多种含有C、H元素的物质,
故答案为:除去CO2;分解产物中含有一种或多种含C、H元素的物质;
③通入氮气的作用为使D装置中产生的气体全部进入后续装置,且排净后续装置内的氧气等,
故答案为:将D中的气态产物带入后续装置(或排除装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水硫酸铜的干燥管等);
④实验结束时,先熄天D和I处的酒精灯,一段时间后装置D、E内的温度降低后再停止通入气体可以有效防止倒吸,
故答案为:防止倒吸;
⑤乙酸钴受热分解,空气中的成分不参与反应生成物有固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X) ︰ n(CO)︰n(CO2) ︰n(C2H6)=1︰4︰2︰3,根据原子守恒配平即可,反应式为:3(CH3COO)2Co Co3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑;
【分析】(1)三氧化二钴属于碱性氧化物,可以和盐酸反应生成氯化钴和水;
(2)①根据氯化钯与一氧化碳的反应原理可知,用于检验CO的装置是装PdCl2溶液的;
②氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳的;前面的实验装置已经除去了二氧化碳和一氧化碳,但是后面又反应形成了二氧化碳,说明分解产物中还有含C、H的物质;
③氮气可以除去气态物质,包括氧气、氮气等;
④先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,可以防止倒吸;
⑤根据生成物的物质的量之比可以书写乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式。
31.【答案】(1)蒸发结晶、趁热过滤
(2)Na+、SO42-、Cr2O72-
(3)3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O
(4)先后加入;避免Na2SO3与H2SO4直接反应而降低还原效率
(5)0.01mol/L
(6)正极;4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+);Na+;b→a
【知识点】电极反应和电池反应方程式;蒸发和结晶、重结晶;离子方程式的书写;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)本实验的目的要制备硫酸钠晶体,根据图示信息可知,硫酸钠在温度高时,溶解度降低,因此可以采用蒸发结晶、趁热过滤操作方法得到晶体;正确答案:蒸发结晶、趁热过滤。
(2)根据流程看出,调节溶液的pH约为3.6时,铁离子已经沉淀,过滤后滤液中剩余的主要离子有Na+、SO42-、Cr2O72-;正确答案:Na+、SO42-、Cr2O72-。
(3)酸化后的Cr2O72-可被SO32-还原为Cr3+,SO32-被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;正确答案:3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。
(4)Na2SO3能够与硫酸反应生成二氧化硫,导致亚硫酸酸根浓度减小,还原效率降低;所以还原操作时,酸C和Na2SO3溶液是先后加入,避免Na2SO3与H2SO4直接反应;正确答案:先后加入;免Na2SO3与H2SO4直接反应而降低还原效率。
(5)Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol·L-1)时,pH=5,所以Ksp=c3(OH-)×c(Cr3+)=(10-9)3×1.0×10-5=10-32;若pH=4.0时,c(H+)=10-4mol/L c(OH-)=10-10mol/L,根据Ksp=c3(OH-)×c(Cr3+)=(10-10)3×c(Cr3+)=10-32,c(Cr3+)= 0.01mol/L,因此溶液中Cr3+尚未开始沉淀,则溶液中允许Cr3+浓度的最大值为0.01mol/L;正确答案:0.01mol/L。
(6)根据2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O 反应可知:右侧b内溶液中氢离子浓度增大,平衡右移,说明溶液中氢氧根离子失电子变为氧气,发生氧化反应,该极为阳极,与电源的正极相连接,因此图中右侧电极与电源的正极相连;其电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O;根据图示可知透过交换膜的离子为Na+;钠离子向阴极移动,即向电解池的左侧a方向移动,即b→a;正确答案: 正极;4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+);Na+;b→a。
【分析】(5)根据溶液pH确定溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量浓度,结合溶度积常数计算铬离子的物质的量浓度即可。
32.【答案】(1)适当升高温度,将钛白副产绿矾粉碎、搅拌(或其他合理答案)
(2)KSCN溶液(或其他合理答案)
(3)
(4)蒸发浓缩、冷却结晶,过滤;避免绿矾失去结晶水(或其他合理答案)
(5)A
(6)
(7)97.3%
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验;蒸发和结晶、重结晶;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】
(1)根据外界条件对反应速率的影响可知可提高“酸浸”效率的措施有适当升高温度,将钛白副产绿矾粉碎、搅拌等。
(2)一般用KSCN溶液检验铁离子,则检验“酸浸”后的溶液中是否含Fe3+的试剂是KSCN溶液。
(3)“还原”时溶液中含铁物质发生反应,即硫酸铁氧化单质铁的化学方程式为。
(4)由于硫酸亚铁可溶于酸,所以“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥。为避免绿矾失去结晶水,因此干燥时温度不宜过高。
(5)酸性KMnO4标准液盛放在酸式滴定管中,
故答案为:A。
(6)滴定时亚铁离子被氧化为铁离子,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为。
(7)用0.01mol·L-1的酸性KMnO4标准液滴定至终点,再重复滴定两次,消耗酸性KMnO4标准液的平均体积为35.00mL,根据方程式可知的纯度为×100%=97.3%。
【分析】钛白副产绿矾(成分为、Fe2O3、FeO、PbO、CuO)首先通过硫酸酸浸得到硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸铅,然后加入过量铁粉将铁离子还原为亚铁离子,铜离子还原为铜,过滤得到的滤渣,滤液中含有硫酸亚铁,经过一系列操作得到绿矾。
33.【答案】(1);7;冷却结晶(温度控制在44℃以上);过滤
(2);打开恒温磁力搅拌器,保持60~70℃至反应完全;继续加入稍过量的N2H4 H2O,还原生成的NaIO和NaIO3,得到NaI溶液,同时释放出N2
【知识点】化学键;过滤;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】
(1)①根据题目所给信息分析,反应中Br2做氧化剂,NH3 H2O作还原剂,生成气体分别是N2和CO2,该反应方程式是;
②硫脲的结构简式是,C=S键中有一条是σ键,两条C—N键及四条N—H键均是σ键,所以1mol硫脲分子中一共7molσ键;
③可溶性固体溶质从溶液中提纯一般采用结晶法,操作流程是:蒸发浓缩、冷却结晶(温度控制在44℃以上)、过滤、洗涤和干燥;
(2)①I2单质属于卤族元素单质,与碱溶液接触发生自身氧化还原反应,反应温度不同,生成的含氧酸盐结构不同,故该反应的离子方程式是;
②NaI制备利用的就是NaOH与I2的反应获得NaI和碘的含氧酸盐,再利用还原剂水合肼还原碘的含氧酸盐,最终得到NaI溶液,所以空缺的部分就是反应进行过程中的操作部分,所以应设计为打开恒温磁力搅拌器,保持60~70℃至反应完全;继续加入稍过量的N2H4 H2O,还原生成的NaIO和NaIO3,得到NaI溶液,同时释放出N2。
【分析】以碳酸锂为原材料制备LiBr H2O,Li2CO3与溴水、氨水发生氧化还原反应,得到主产物LiBr和一些杂质,加Li2O消耗溶液中Br2自身氧化还原后生成的一些酸,再用硫脲还原使其均还原为Br-,再通过活性炭吸附,获得纯净的LiBr溶液,再通过结晶方法获得LiBr H2O晶体;
利用碘单质在NaOH溶液中自身氧化还原反应,获得主成分NaI和副产物NaIO及NaIO3,然后再加入还原剂水合肼,将含氧酸根还原成I-,再通过结晶方法获得NaI晶体。
34.【答案】(1)漏斗、烧杯;铜
(2)稀;浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO,氧化相同量的金属,稀硝酸产生的氮的氧化物等大气污染物少,原料利用率高
(3)
(4)36
(5)冷却结晶;C;酒精无污染,能减少硝酸铜因溶解而损失,酒精易挥发,便于晶体干燥
【知识点】常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)由流程图可知,操作I是过滤,所用到的玻璃仪器有玻璃棒和漏斗、烧杯;金属B能置换出Ag,为不引入新的杂质,则金属B是铜;
(2)酸溶芯片的过程可用稀硝酸或浓硝酸,实际的工业生产最好选择稀硝酸,其主要的理由是浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO,氧化相同量的金属,稀硝酸产生的氮的氧化物等大气污染物少,原料利用率高;
(3)王水溶解Au时会产生一种无色气体,该气体在空气中迅速变为红棕色,则该气体是NO,则王水溶解Au的离子反应方程式为: ;
(4)若用过量的Mg将1molHAuCl4完全还原,反应中镁的化合价由0价升高至+2价,金的化合价由+3价降低至0价,根据化合价升降相等可知,则参加反应的Mg的物质的量为1.5mol,质量是24g/mol 1.5mol = 36g;
(5)操作II包括了蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、晾干,洗涤中选择的洗涤剂最好是C,原因是酒精无污染,能减少硝酸铜因溶解而损失,酒精易挥发,便于晶体干燥。
【分析】废旧芯片中加入酸进行酸溶,过滤得到含Au的固体和滤液A,该酸不能溶解Au,能溶解Ag、Cu,所以用硝酸进行酸溶,滤液A中含有AgNO3、Cu(NO3)2和过量的HNO3,向A溶液中加入Cu,置换出Ag,则B为Cu;将Cu(NO3)2溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到Cu(NO3)2晶体;含有Au、Si的固体中加入王水,王水溶解Au生成HAuCl4,Si不溶于王水,过滤后得到HAuCl4溶液,用Mg还原HAuCl4得到Au。
35.【答案】(1)增大盐酸浓度(或者将铝土矿粉碎,或者加热等合理答案);SiO2
(2)Al3++4OH-=AlO+2H2O
(3)冷却结晶;过滤(洗涤)
(4)3C+N2+Al2O32AlN+3CO;4.1
【知识点】过滤;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】
(1)提高“酸溶”一步反应速率的方法可以通过增大盐酸浓度(或者将铝土矿粉碎,或者加热等合理答案);
根据上述分析可知滤渣1的主要成分是SiO2;
(2)滤液I中含有AlCl3、FeCl3和过量HCl,向其中加入过量NaOH溶液,发生的反应有:H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓和Al3++4OH-=+2H2O;
(3)滤渣II中加入盐酸,Fe(OH)3与HCl发生反应产生FeCl3,将反应后的溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)、低温干燥, 获得FeCl3·6H2O晶体;
(4)已知X是一种有毒气体,则X是CO。C、N2与Al2O3在高温下反应制备AlN、CO,该反应的化学方程式为:3C+N2+Al2O32AlN+3CO;根据方程式可知:每反应产生3 mol CO,反应产生2 mol AlN。现在反应产生标准状况下3.36 LCO,其物质的量n(CO)=,则制取AlN的物质的量n(AlN)=,故反应产生AlN的质量m(AlN)=0.1 mol×41 g/mol=4.1 g。
【分析】向铝土矿中加入过量盐酸,Al2O3、Fe2O3反应产生AlCl3、FeCl3,而SiO2不能反应进入滤渣1中,在滤液1中含有AlCl3、FeCl3和过量HCl,向其中加入过量NaOH溶液,反应产生NaCl、NaAlO2及Fe(OH)3沉淀,过滤得到的滤渣II中含Fe(OH)3沉淀,将其洗涤、然后酸溶得到FeCl3溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、低温干燥得到FeCl3·6H2O;向滤液中加入NaHCO3溶液,发生反应:++H2O=Al(OH)3↓+;灼烧Al(OH)3分解产生Al2O3,Al2O3、C、N2反应产生AlN、CO。

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