5种固体物质A、B、C、D、E由下表中不同的阴阳离子组成,它们均易溶于水。
阳离子 |
Na+ Al3+ Fe3+ Cu2+ Ba2+ |
阴离子 |
OH- Cl- CO32- NO3- SO4- |
分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀,向该沉淀中加入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体;
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀,同时产生大量气体;
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀,过量C溶液与D溶液混合后无现象;
④B溶液与D溶液混合后无现象;
⑤将38.4 g Cu片投入装有足量D溶液的试管中,Cu片不溶解,再滴加1.6 mol·L-1稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现。
(1)据此推断A、C的化学式为:A ;C 。
(2)写出步骤②中发生反应的化学方程式 。
(3)D溶液中滴入石蕊试液,现象是 ,
原因是 (用离子方程式说明)。
(4)步骤⑤中若要将Cu片完全溶解,至少加入稀H2SO4的体积是 mL。
氮化铝(AIN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域。某化学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝,设计下图实验装置。
试回答:
(1)实验中用饱和NaNO2与 NH4C溶液制取氮气的化学方程式为。
(2)装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A的作用是(填写序号)。
a.防止NaNO2饱和溶液蒸发 b.保证实验装置不漏气 c.使NaNO2饱和溶液容易滴下
(3)按图连接好实验装置,检查装置气密性的方法是。
(4)化学研究小组的装置存在严重问题,请说明改进的办法。
(5)反应结束后,某同学用下图装置进行实验来测定氮化铝样品的质量分数(实验中导管体积忽略不计)。已知:氮化铝和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氨气。
①广口瓶中的试剂X最好选用(填写序号)。
a.汽油 b.酒精 c.植物油 d.CCl4
②广口瓶中的液体没有装满(上方留有空间),则实验测得NH3的体积将(填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
③若实验中称取氮化铝样品的质量为10.0g,测得氨气的体积为3.36L(标准状况),则样品中AlN的质量分数为。
工业生产纯碱的过程如下:
完成下列填空:
(1)粗盐水(含杂质离子Mg2+、Ca2+),加入沉淀剂A、B除杂质(A来源于石灰窑厂),则沉淀剂B 的化学式为。
(2)实验室模拟由滤液制备滤渣的装置如下:
①图1中装置和图2中装置的连接方法为a接,b接,f接c。
②图2中试剂瓶内发生的化学反应方程式为。
③实验中要求通入的NH3过量之后再通入CO2气体,检验通入的NH3已过量的实验操作是。
(3)操作⑤煅烧后的纯碱中含有未分解的碳酸氢钠。某同学称取该纯碱样品m g,再充分加热至质量不再变化时称得剩余固体的质量为n g,则纯碱样品中碳酸钠的质量分数为。
(4)现有25℃下,0.1mol/LNH3·H2O溶液和0.1mol/LNH4Cl溶液,将两份溶液等体积混合测得溶液的pH=9,下列说法正确的是(填代号)。
a.0.1mol/L NH4Cl溶液与混合后溶液中导电粒子的种类和数目均相同
b.混合后的溶液中,c(NH3·H2O)>c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
c.由题意可知,NH3·H2O的电离程度大于同浓度的NH4Cl的水解程度
d.混合前两份溶液的pH之和大于14
铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:
□Fe2++□ClO-+=□Fe(OH)3↓+□C1-+
②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:(注明试剂、现象)。
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为(填代号)。
a.氢氧化钠溶液 b.硫酸溶液 c.氨水 d.二氧化碳
④由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、(填操作名称)、洗涤。
(2)已知H2O2是一种弱酸,在强碱性溶液中主要以HO2-形式存在。目前研究比较热门的Al-H2O2燃料电池,其原理如右图所示,电池总反应如下:2Al+3HO2-=2AlO2-+OH-+H2O
①正极反应式为。
②Al电极易被NaOH溶液腐蚀,这是该电池目前未能推广使用的
原因之一,电极被腐蚀的离子方程式为。
(3)钢材镀铝可以防止钢材腐蚀,在镀铝电解池中电解液采用熔融盐(成分NaCl、KCl,电镀时氯元素和铝元素主要以AlCl4-形式存在)。不采用氯化铝溶液的原因是。
(4)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为(填代号)。
氮及其化合物在生产、生活中有重要的作用。
(1)NH3是制碱工业中不可缺少的重要物质。继侯德榜“联合制碱法”后,上世纪50年代某些化工专家开始研究有机胺制碱法,其工艺流程如下:
已知:NR3 + CO2 + NaCl + H2O = NaHCO3 + NR3·HCl
NR3 + HCl = NR3·HCl,且NR3·HCl 易溶于有机溶剂。
①操作Ⅰ名称为;
②某实验小组同学查阅资料知,有机溶剂和有机胺沸点差别较大,现欲将A中各成分进行分离,请写出除了导管、酒精灯、牛角管、锥形瓶外,该分离操作所需的玻璃仪器名称 ;
(2)N2在化工生产、农业、医疗、航天航空等领域用途广泛。现提供以下装置(连接仪器略去):
①某化学兴趣小组甲同学欲用加热NaNO2 和NH4Cl的浓溶液制得N2,应该选择的发生装置是,检验该发生装置气密性的操作为 ;
②在加热条件下,用NH3 还原CuO可制得N2,同时获得铜粉,此反应的化学方应方程式是。乙同学用此法制得干燥、纯净的N2,且需要的NH3 以生石灰和浓氨水作原料。按气流从左到右,整套装置的连接顺序是(填写字母序号);最后一个装置中试剂的作用是;
某研究性学习小组用不纯的氧化铝(杂质为Fe2O3)为原料,设计了冶炼铝的以下工艺流程(部分反应产物没有标出):
(1)试剂X的化学式为,反应Ⅰ的离子方程式是。实验室配制480mL 1 mol·L-1 X的溶液必须用到玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、试剂瓶、胶头滴管外,还有。常用来可以标定所配X的溶液浓度是否准确的实验名称是。
(2)按照方案设计,试剂Z的作用是调节溶液的pH,以生成沉淀b[Fe(OH)3]。从试剂工业的角度,你认为方案更合理,理由是。
(3)已知N为氨气,实验室中还可以用下图装置制取氨气并进行氨气喷泉实验。
①仪器A的名称是,装置中A口部和B口部之间联通导气管的作用是。
②若用此装置制备N气,若A中盛有浓氨水,则B装置中的固体试剂不可以选用下列的(填字母序号)。
a.生石灰 b.烧碱 c.胆矾 d.碱石灰
(4)室温下,在a mol·L-1的(NH4)2SO4水溶液中pH=5,存在着平衡NH4++H2O NH3·H2O+H+,则该平衡常数的表达式为(用含代数a的较为精确地数字表达式表示,不必化简,不做近似运算)。