(14分)通过沉淀-氧化法处理含铬废水,减少废液排放对环境的污染,同时回收K2Cr2O7。实验室对含铬废液(含有Cr3+、Fe3+、K+、SO42-、NO3-和少量Cr2O72-)回收与再利用工艺如下:
已知:①Cr(OH)3 + OH- ="=" CrO2- + 2H2O;②2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- ="=" 2CrO42- + 4H2O;
③H2O2在酸性条件下具有还原性,能将+6价Cr还原为+3价Cr。
(1)实验中所用KOH浓度为6 mol·L-1,现用KOH固体配制250mL 6 mol·L-1 的KOH溶液,除烧杯、玻璃棒外,还必需用到的玻璃仪器有 。
(2)抽滤过程中要及时观察吸滤瓶内液面高度,当快达到支管口位置时应进行的操作为 。
(3)滤液Ⅰ酸化前,进行加热的目的是 。冰浴、过滤后,应用少量冷水洗涤K2Cr2O7,其目的是 。
(4)下表是相关物质的溶解度数据:
物质 |
0℃ |
20℃ |
40℃ |
60℃ |
80℃ |
100℃ |
KCl |
28.0 |
34.2 |
40.1 |
45.8 |
51.3 |
56.3 |
K2SO4 |
7.4 |
11.1 |
14.8 |
18.2 |
21.4 |
24.1 |
K2Cr2O7 |
4.7 |
12.3 |
26.3 |
45.6 |
73.0 |
102.0 |
KNO3 |
13.9 |
31.6 |
61.3 |
106 |
167 |
246.0 |
根据溶解度数据,操作Ⅰ具体操作步骤为① 、② 。
(5)称取产品重铬酸钾试样2.000g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL 2mol/LH2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①若实验中共用去Na2S2O3标准溶液30.00mL,所得产品的中重铬酸钾的纯度为 (设整个过程中其它杂质不参与反应)。
②若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,测得的重铬酸钾的纯度将 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下:
【查资料】Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO。
【提出假设】假设1:红色粉末是Fe2O3。假设2:红色粉末是Cu2O。假设3:两者混合物。
【设计探究实验】取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
设1成立,则实验现象是__________________________________。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为
这种说法合理吗?____________,简述你的理由(不需写出反应的方程式)_______________。
(3)若粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则原固体粉末是_____________。
【探究延伸】经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热,待质量不再
变化时,称其质量为b g(b>a),则混合物中Cu2O的质量分数为____________________。
氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为 。
(2)加入H2O2的作用是 。
(3)滤渣2 的成分是 (填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
用右图装置对煅烧产生气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体可能是 (填化学式)。
②B中盛放的溶液可能是 (填字母)。
a.NaOH 溶液 b.Na2CO3溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程式 。
某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体[FeSO4·7H2O]和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:
请回答下列问题:
(1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式 。
(2)由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种,你认为合理的是 ;上述实验方案多处采用了过滤操作,过滤所用到的玻璃仪器有 和玻璃棒;其中玻璃棒的作用是 。
(3)用滤渣F通过两种途径制取胆矾,与途径③相比,途径④明显具有的两个优点是: 、 。
(4)通过途径④制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:加硫酸、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥。其中“加热通氧气”所起的作用为(用离子方程式表示) 。(5)测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中x值的实验方案是蒸发硫酸铜晶体中的水得到白色的无水硫酸铜,冷却后称量。此变化的化学方程式为:CuSO4·xH2O===CuSO4+xH2O,但温度过高,CuSO4会继续分解为CuO和SO3。在此实验中,下列操作对测定结果x值的影响是(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
a.加热温度过高____________
b.加热时胆矾晶体飞溅出来____________
c.所用坩埚事先未干燥(潮湿)____________
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)第一步:将已去除表面氧化物的铁钉(含少量碳元素)放入冷浓硫酸中,第二步:10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面 (填写第二步的实验现象,若有则写出具体现象,若无则写无明显变化),其原因是___________ ______。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
① 甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中有Fe2+,应先用________(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.浓氨水
铁粉与溶液X反应可制得一种补血剂, 写出其离子方程式 。
② 乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,
然后加入足量 BaCl2溶液,经适当操作后得到干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为__________________。
[探究二]分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是____________。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是__________(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于__________(填序号)。
a.A之前 b. A-B间 c.B-C间d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是_________________ __
用 18 mol/L 的浓硫酸配制 100 mL 3.0 mol/L 稀硫酸的实验步骤如下: ① 计算所用浓硫酸的体积 ② 量取一定体积的浓硫酸 ③ 稀释 ④ 检漏、 转移、洗涤 ⑤ 定容、摇匀 回答下列问题:
(1)所需浓硫酸的体积是________mL , 量取浓硫酸所用的量筒的规格是_________(用下列编号填空) 。
A.10 mL | B.25 mL | C.50 mL | D.100 mL |
(2)第③步实验的具体操作是_____________________________________
(3)第⑤步实验的操作是继续向容量瓶中注入蒸馏水至离刻度线__________, 改用___________向容量瓶中滴加蒸馏水至___________为止。塞紧瓶塞,倒转摇匀并装试剂瓶。
(4)下列情况对所配制的稀硫酸浓度有何影响? (填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 无影响”)
①所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中 ______________;
②容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水_________________;
③在转入容量瓶前烧杯中溶液未冷却至室温_________;
④加水超过刻度线后, 用胶头滴管吸出多余的液体___________。