铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH,见下表:
|
Fe3+ |
Fe2+ |
Cu2+ |
氢氧化物开始沉淀时的pH |
1.9 |
7.0 |
4.7 |
氢氧化物完全沉淀时的pH |
3.2 |
9.0 |
6.7 |
请回答下列问题:
(1)加入氧化剂的目的是 。
(2)最适合作氧化剂X的是 。
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
(3)加入的物质Y是 。
(4)若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的? (填“能”或“不能”)。若不能,试解释原因 。
(5)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体? (填“能”或“不能”)。若能,不用回答;若不能,回答该如何操作? 。
(6)若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙,产生的现象是 。
半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率,三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如图所示:(部分夹持装置略去)
已知:①黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;②PCl3遇水会强烈水解生 成 H3PO3和HC1;③PCl3遇O2会生成P0Cl3,P0Cl3溶于PCl3;④PCl3、POCl3的熔沸点见下表:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
PCl3 |
-112 |
75.5 |
POCl3 |
2 |
105.3 |
请回答下列问题:
(1)A装置中制氯气的离子方程式为______________;
(2)F中碱石灰的作用是_____________、_________________________;
(3)实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷.通干燥CO2的作用是______________;
(4)粗产品中常含有POCl3、PCl5等.加入黄磷加热除去PCl5后.通过_________填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3;
(5)实验结束时,可以利用C中的试剂吸收多余的氯气,C中反应的离子方程式为______________;
(6)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数
①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液;
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL 0.1000mol•L-1碘水,充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000mol•L-1的Na2S2O3,溶液滴定
③重复②、③操作,平均消耗Na2S2O3,溶液8.40ml
已知:H3PO3+H2O+I2═H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6,假设测定过程中没有其他反应.根据上述数据,该产品中PC13的质量分数为_________。
纳米材料二氧化钛(TiO2)具有很高的化学活性,可做性能优良的催化剂。
(1)工业上二氧化钛的制备方法是:
Ⅰ.将干燥后的金红石(主要成分是TiO2,主要杂质是SiO2)与碳粉混合放入氯化炉中,在高温下通入Cl2反应,制得混有SiCl4杂质的TiCl4.
Ⅱ.将SiCl4分离,得到纯净的TiCl4.
Ⅲ.向TiCl4中加水,加热,水解得到沉淀TiO2•xH2O.
Ⅳ.将TiO2•xH2O高温分解得到TiO2.
资料卡片 |
||
物质 |
熔点 |
沸点 |
SiCl4 |
-70℃ |
57.6℃ |
TiCl4 |
-25℃ |
136.5℃ |
①据资料卡片中信息判断,TiCl4与SiCl4在常温下的状态是_____;分离二者所采取的操作名称是____。
②Ⅲ中反应的化学方程式是________。
③如在实验室中完成步骤IV,应将TiO2•xH2O放在_____(填字母序号图 1)中加热。
(2)据报道:“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2,TiO2受太阳光照射后,产生的电子被空气或水中的氧获得,生成H2O2.H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等,其主要是利用了H2O2的__________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)图2是某研究小组用下列装置模拟“生态马路”的部分原理(夹持装置已略去).
①缓慢通入22.4L(已折算成标准状况)CO气体和足量空气,最终测得NaOH溶液增重11g,则CO的转化率为________。
②实验①中,当CO气体全部通入后,还要再通一会儿空气,其目的是________。
中国沿海某城市采用反渗透法将海水淡化,得到淡水供市民使用,剩余母液继续加工获得其他产品。母液中主要含有Cl-、Na+、K+、Ca2+、SO42-、Br-等离子。某实验小组同学模拟工业生产流程,进行如下实验.
(1)写出实验室制备氯气的化学方程式_____________________;
(2)海水淡化的方法还有____________(写出一种);
(3)I中,电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业,写出该反应的离子方程式__________;
(4)Cl2和Br2均为双原子分子,从原子结构的角度解释其原因_____________________;
(5)Ⅲ中,加入适量CaCl2固体的目的是_____________________;
(6)写出IV中反应的离子方程式_____________________;
(7)与过程II类似,工业上常用“空气吹出法”实现海水提溴,将1m3海水浓缩至1L,使用该法最终得到36g Br2,若提取率为60%,则原海水中溴的浓度为__________ mg/L。
硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)俗名“大苏打”,又称为“海波”,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。它易溶于水,难溶于乙醇,加热、遇酸均易分解.工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备.某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠,其反应装置及所需试剂如图1:
实验具体操作步骤为:
①开启分液漏斗,使硫酸慢慢滴下,适当调节分液的滴速,使反应产生的SO2气体较均匀地
通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,同时开启电动搅拌器搅动,水浴加热,微沸.
②直至析出的浑浊不再消失,并控制溶液的pH接近7时,停止通入SO2气体.
③趁热过滤,将滤液加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O.
④再经过滤、洗涤、干燥,得到所需的产品.
(1)写出仪器A的名称_____________,步骤④中洗涤时,为了减少产物的损失用的试剂可以是
___________;
(2)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中不能让溶液pH<7,请用离子方程式解释原因___________;
(3)写出三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式___________;
(4)最后得到的产品中可能含有Na2SO4杂质.请设计实验检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论___________;
(5)测定产品纯度 准确称取1.00g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol•L-1碘的标准溶液滴定.反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-.滴定起始和终点的液面位置如图2:则消耗碘的标准溶液体积为___________ mL,产品的纯度为___________。
高锰酸钾(KMnO4)是常用的氧化剂,工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为,原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾(K2MnO4)下图1是实验室模拟制备的操作流程:
相关资料:
①物质溶解度
物质 |
KMnO4 |
K2CO3 |
KHCO3 |
K2SO4 |
CH3COOK |
20℃溶解度 |
6.4 |
111 |
33.7 |
11.1 |
217 |
②锰酸钾[K2MnO4]外观性状:墨绿色结晶.其水溶液呈深绿色,这是锰酸根(MnO42-)的特征颜色.
化学性质:在强碱性溶液中稳定,在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO42-会发生歧化反应.
试回答下列问题:
(1)煅烧软锰矿和KOH固体时,不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是______________;实验中用铁坩埚煅烧暴露在空气中的固体混合物发生反应的化学方程式为______________。
(2)实验时,若CO2过量会生成KHCO3,导致得到的KMnO4产品的纯度降低.请写出实验中通入适量CO2时体系中可能发生反应离子方程式______________;其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为________。
(3)由于CO2的通人量很难控制,因此对上述实验方案进行了改进,即把实验中通CO2改为加其他的酸.从理论上分析,选用下列酸中_______,得到的产品纯度更高.
A.醋酸 B.浓盐酸 C.稀硫酸
(4)工业上一般采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾,试写出该电解反应的化学方程式______________;传统工艺采用无膜电解法由于副反应发生,Mn元素利用率和电流效率都会偏低.有同学联想到离子交换膜法电解饱和食盐水提出改进方法:可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解(如图2).图中A口加入的溶液最好为_________;使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为______________。