银及银合金材料是“神七”问天携带研究材料之一。银是日常生活中常见的金属,如银元、银手饰、银器等。
I.某研究性学习小组,设计实验探究某银元中银的质量分数(银元主要成分是银,含少量铜杂质)。取一块银元称质量为Wg,溶于足量的稀硝酸中,充分反应后,在溶液中滴加过量的盐酸,过滤、洗涤、烘干、称重得到固体质量为ag。
(1)根据上述数据,计算该银元中银的质量分数为 。
(2)下列情况使测定银元中银的质量分数偏高 。
A.烘干时,温度偏高 B.加入盐酸不足
C.沉淀没有洗涤干净 D.加入硝酸溶液浓度过大
II.原子利用率是衡量化学反应绿色化的重要依据之一,原子利用率=。硝酸银是中学重要化学试剂,某同学利用瓶胆上银制取硝酸银:
方案1 用14mol/L硝酸溶液溶解银制硝酸银;方案2 用2mol/L硝酸溶液溶解银制硝酸银。
(3)写出化学方程式:方案1 。
(4)方案1原子利用率为 ;方案2原子利用率为 。
你认为符合绿色化学要求的方案是 ,理由是 。
(5)已知硝酸银固体受热易分解,硝酸银溶解度变化规律类似硝酸钾的溶解度变化规律。
从硝酸银溶液中分离硝酸银的方法是 。
①冷却热饱和硝酸银溶液,结晶; ②蒸发溶剂,结晶。
除去硝酸银晶体表面杂质,适宜采用下列方法: 。
A.用蒸馏水洗涤 B.用75%酒精洗涤
C.用饱和硝酸钠溶液洗涤 D.用四氯化碳洗涤
除去硝酸银晶体表面的水份,下列措施合适的是 。
a.加热烘干 b.吹气凉干 c.用滤纸吸干
(16分)某学习小组利用如图实验装置制备Cu(NH3)xSO4·H2O.并测量x值。
【Cu(NH3)xSO4·H2O制备】见图1
(1)A中发生的化学反应方程式为________________________________。
(2)C中CCl4的作用是 。
(3)B中先产生蓝色沉淀,随后沉淀溶解变成深蓝色溶液,此溶液中含有Cu(NH3)xSO4,若要从溶液中析出Cu(NH3)xSO4·H2O晶体,可加入试剂 。
【x值的测量】见图2
步骤一:检查装置气密性,称取0.4690 g晶体[M = (178+17x)g/mol]于锥形瓶a中
步骤二:通过分液漏斗向锥形瓶a中滴加l0%NaOH溶液至无气体产生为止
步骤三:用0.5000 mol/L的NaOH标准溶液液滴定b中剩余HCI,消耗标准溶液液16.00 mL
(4)步骤二的反应可理解为Cu(NH3)xSO4与NaOH在溶液中反应,其离子方程式为_________________。
【x值的计算与论证】
(5)计算:x = 。
该学习小组针对上述实验步骤,提出测量值(x)比理论值偏小的原因如下:
假设1:步骤一中用于称量的天平砝码腐蚀缺损;
假设2:步骤二中_____________________________________________________(任写两点);
假设3 :步骤三中测定结束读数时,体积读数偏小。该假设_______(填“成立”或“不成立”)。
(6)针对假设l,你对实验的处理意见是________________。
用软锰矿(主要成分为MnO2)生产高锰酸钾产生的锰泥中,还含有18%的MnO2、3%的KOH(均为质量分数),及少量Cu、Pb的化合物等,用锰泥可回收制取MnCO3,过程如图:
(1)用软锰矿(主要成分为MnO2)生产高锰酸钾过程中,粉碎软锰矿的主要目的是______。
(2)锰泥中加入H2SO4、FeSO4混合溶液,反应的离子方程式是:__。
(3)经实验证明:MnO2稍过量时,起始H2SO4、FeSO4混合溶液中c(H+)/<0.7时,滤液1中能够检验出有Fe
;
≥0.7时,滤液1中不能检验出有Fe2+。根据上述信息回答①、②、③:
①检验Fe2+是否氧化完全的实验操作是:__________________________。
②生 产时H2SO4、FeSO4混合溶液中c(H+)/c(Fe2+)控制在0.7~1之间,不宜过大,请结合后续操作从节约药品的角度分析,原因是:______。
③若c(H+)/c(Fe2+)>1,调节c(H+)/c(Fe2+)到0.7~1的最理想方法是:______(填序号)
a.NaOH溶液 b.铁粉 c.MnO
(4)写出滤液2中加入过量NH4HCO3反应的离子方程式:_______。
(5)上述过程锰回收率可达95%,若处理1740 kg的锰泥,可生产MnCO3__________kg(已知相对分子质量:MnO2 87;MnCO3 115)。
为测定碱式碳酸钴[COx(OH)y(CO3)z]的化学组成,研究性学习小组的同学设计了如图所示的装置进行实验探究。已知:碱式碳酸钴受热时可分解生成三种氧化物。
(1)按如图所示装置组装好仪器,并___________;称取3.65g样品置于硬质玻璃管内,加热,当乙装置中_______(填实验现象),停止加热;打开活塞a,缓缓通入空气数分钟,通入空气的目的是__________。
(2)某同学认为上述实验中存在一个缺陷,该缺陷是_________。
(3)通过正确实验测得乙、丙装置增重分别为0.36g、0.88g,则该碱式碳酸钴的化学式为__________。
(4)CoCl2·6H2O常用作多彩水泥的添加剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取COCl2·6H2O的一种工艺如下:
已知:25℃时
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
CO(OH)2 |
Al(OH)3 |
开始沉淀(pH) |
2.3 |
7.5 |
7.6 |
3.4 |
完全沉淀(pH) |
4.1 |
9.7 |
9.2 |
5.2 |
①净化除杂时,加入H2O2发生反应的离子方程式为______________;
②加入CoCO3调pH为5.2~7.6,则操作I获得的滤渣成分为_________;
③加盐酸调整pH为2~3的目的为___________;
④操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
草酸亚铁和草酸铁常用作照相显影剂或制药工业。I.某化学兴趣小组的同学进行草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)分解产物的实验探究。他们设计了如下装置进行实验(夹持装置未画出),干燥管B、G中装有无水氯化钙,试管D、F、I中盛有澄清石灰水。
(1)烧瓶A中盛有饱和NH4C1和饱和NaNO2的混合液,常用于实验室制N2,则该反应的化学方程式为_____________________________。
(2)实验时先打开活塞a,并加热烧瓶A一段时间,其目的是___________________。
(3)①试管D中出现浑浊,证明分解产物中有____________存在。
②证明分解产物中存在CO的现象是______________________________。
③要证明分解时产生的另一种气态产物的存在,应该如何改进装置______________。
④将C中充分反心后的固体残余物投入经煮沸的稀硫酸中,固体完全溶解且无气体放出,取反应液加入KSCN溶液无血红色,证明固体产物为_____________(填化学式)。
II.三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。已知草酸铁晶体在低温时溶解度较小。
(4)利用工业FeCl3(含杂质)制取纯净的草酸铁晶体【Fe2(C2O4)3·5H2O】的实验流程如下图所示:
①溶液X为浓盐酸,目的是_________________。
②上述流程中FeCl3可用异内醚萃取,其原因是__________________。
③所得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗涤,其目的是___________________。
④为测定所得草酸铁晶体的纯度,实验室中用KMnO4标准溶液滴定生成的H2C2O4,KMnO4标准溶液应置于__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
软锰矿的主要成分为MnO2,工业可用其按如下方法制备高锰酸钾:
a.将软锰矿初选后粉碎,与固体苛性钾混合,加入反应釜中敞口加热至熔融,并保持熔融状态下搅拌25~30 min,冷却得墨绿色熔渣(主要成分为K2MnO4);
b.将熔渣粉碎,加入去离子水溶解,充分搅拌后过滤得墨绿色滤液1;
c.取适量70%硫酸,加入滤液1中,边加边搅拌,直至不再产生棕褐色沉淀,过滤,得紫色滤液2;
d.提纯滤液2即可得高锰酸钾粗品。
根据上述内容回答下列问题:
(1)步骤a中,反应物熔融状态下搅拌的目的是:,用化学方程式表示出MnO2转化为K2MnO4的反应原理:。
(2)粉碎后的软锰矿与苛性钾置于中进行加热。
A.陶瓷反应釜 B.石英反应釜C.铁制反应釜
(3)写出步骤c中反应的离子方程式:。
(4)步骤d中由滤液2得到高锰酸钾粗品的主要操作步骤是:。
(5)若将母液循环使用,可能造成的问题是:。
(6)早先有文献报道:步骤a中加入KClO3固体会缩短流程时间以及提高高锰酸钾的产率,但从绿色化学角度考虑后,现在工厂中一般不采用此法,你认为这种方法不符合绿色化学的原因是:。