某溶液中含有Ba2+、Cu2+、Ag+、Mg2+等四种金属阳离子,现欲将这四种阳离子逐一沉淀下来。某学生设计了如下四种方案。所选试剂及顺序如下:
甲方案:Na2SO4溶液、稀盐酸、H2S、NaOH溶液
乙方案:稀盐酸、Na2SO4溶液、H2S、NaOH溶液
丙方案:NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaOH溶液、Na2S溶液
丁方案:Na2S溶液、Na2SO4溶液、NaCl溶液、NaOH溶液
试回答:
(1) 你认为可行的方案是__________方案,反应的离子方程式有:__________________。
(2)方案__________不可行的原因是:________________________________________。
方案__________不可行的原因是:________________________________________。
方案__________不可行的原因是:________________________________________。
过渡金属的单质及化合物很多有催化性能,氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成催化剂。实验室中用氯气与粗铜(杂质只有Fe)反应,制备铜的氯化物的流程如下。
查阅资料:
氯化亚铜:白色微溶于水,在干燥空气中稳定,受潮则易变蓝到棕色,在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色。
氯化铜:从水溶液中结晶时,在26~42℃得到二水物,在15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物。
(1)现用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→、→ h 、i →、→。
②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先后,这样做的目的是。
(2)分析流程:
①固体甲需要加稀盐酸溶解,其理由是;
②溶液甲可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号)。
a.NaOH b. NH3·H2O c.CuO d.CuSO4
③完成溶液乙到纯净CuCl2·2H2O晶体的系列操作步骤为:加少量盐酸、蒸发浓缩、、、洗涤、干燥。
(3)向溶液乙中加入适当的还原剂(如SO2、N2H4、SnCl2等),并微热得到CuCl沉淀,写出向乙溶液加入N2H4(氧化产物为无毒气体)的离子方程式:。此反应只能微热的原因是。
(4)若开始取100g 含铜96%的粗铜与足量Cl2反应,经上述流程只制备CuCl2·2H2O,最终得到干燥产品277g,求制备CuCl2·2H2O的产率;(精确到1%)分析出现此情况的主要原因。
利用硫酸工业废渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:
(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,②__________________。
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为____________.
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。
实验步骤为:准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3++Sn2++6Cl-===2Fe2++SnCl
Sn2++4Cl-+2HgCl2="==" SnCl+Hg2Cl2↓
6Fe2++ Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3+量__________(填“偏高”、“偏低”、“不变”)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3+量偏高,其原因是_____________。
(4)①可选用______________(填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是_________________(用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的,pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
Mn(OH)2 |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
9.4 |
8.3 |
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
12.4 |
9.8 |
实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
a.氧化:__________________________;
b.沉淀:_____________________;
c.分离,洗涤;
d.烘干,研磨。
过氧化钙(CaO2)是一种白色粉末,微溶于水。加热至350°C左右开始分解,与水或酸能反应生成H2O2。应用于处理含重金属离子的废水,治理赤潮。其制备过程如下图所示
请回答下面的问题:
(1)CaO2的电子式___________
(2)制取CaO2·8H2O的原理是(用化学反应方程式表达):,其中H2O2体现性质。
(3)沉淀过程中加氨水的作用________________________________
(4)沉淀反应需用冰水浴控制温度,原因是_____________(写出两种)
(5)CaO2受热分解的化学方程式:。
(6)CaO2质量百分百含量的测定:称取0.8000g样品用硫酸溶解,再用0.1000mol/L的KMnO4溶液滴定,消耗40.00 mLKMnO4溶液,则CaO2的含量为_________
(7)CaO2可以使废水中的Mn2+变成MnO2沉淀而除去,用离子方程式表达其原理。
水杨酸甲酯对多种细菌的繁殖和黏附有抑制作用,也是安全、有效的植物生长调节剂。实验室制备水杨酸甲酯装置示意图和有关数据如下:
反应原理:
实验步骤:
①在干燥的三颈烧瓶中入7.0g水杨酸、30mL(0.64moL)甲醇、3mL浓H2SO4和2~3片碎瓷片,在85~95 ℃下加热回流(如图甲);
②1.5h后将回流装置改为蒸馏装置,水浴加热(如图乙);
③余下的反应液冷却至室温,依次用水、碳酸钠溶液和水洗涤,后再分离(如图丙);
④分出的产物加入少量无水CaCl2固体,静置片刻后过滤,
⑤对滤液蒸馏纯化,收集221~224℃馏分,得水杨酸甲酯6.1g。
⑥其它量不变,改用2mL浓H2SO4重复上述操作,得水杨酸甲酯5.5g.
回答下列问题:
(1)甲中所用三颈烧瓶应选用,
A.100mL | B.150mL | C.250mL | D.500mL |
(2)整个实验两次用到蒸馏装置,第一次用蒸馏装置的目的是:。
(3)步骤③中所用到的玻璃仪器的名称是;
(4)本实验甲醇要过量,其目的是,
(5)步骤③要进行两次水洗,如果没有进行第二次水洗,可能的后果是。
(6)浓H2SO4的用量为3mL时,水杨酸甲酯的产率是,
(7)该实验中,浓硫酸主要表现了性质。
TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)==TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下
有关性质如下表
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
其他 |
CCl4 |
-23 |
76 |
与TiCl4互溶 |
TiCl4 |
-25 |
136 |
遇潮湿空气产生白雾 |
仪器A的名称是,装置E中的试剂是。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、、加装药品、通入氮气;反应结束后的操作包括:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为(填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)==FeSO4(aq)+ TiOSO4(aq)+ 2H2O(l)
水解TiOSO4(aq)+ 2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
简要工艺流程如下:
①试剂A为。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品收率降低,原因是。
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是(填化学式)。