(16分)某工业废玻璃粉末含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等。某课题小组设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4和硫酸铁铵矾。
已知:CeO2不溶于稀硫酸;酸性条件下,Ce3+易水解,Ce4+有较强氧化性。
(1)硫酸铁铵矾可净水,其原理是(写离子方程式) 。
(2)滤液A的主要成分 (填写化学式)。
(3)反应①的离子方程式是 。
(4)反应②的化学反应方程式是 。
(5)已知制硫酸铁铵矾晶体[Fe2(SO4) 3·(NH4) 2SO4·24H2O,式量964]的产率为80%,若加入13.2g(NH4) 2SO4(式量132),可制得晶体的质量是 。
(6)化合物HT可作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,过程表示为:
Ce2(SO4)3 (水层)+ 6HT(有机层)2CeT3 (有机层)+3H2SO4(水层)
分液得到CeT3 (有机层),再加入H2SO4 获得较纯的含Ce3+的水溶液。可选择硫酸作反萃取剂的原因是:
(从平衡移动角度回答)。
某学生为了测定部分变质的Na2SO3样品的纯度。按右图所示称取一定量的Na2SO3样品放入A装置的烧瓶中,滴入足量的H2SO4至完全反应;然后,将B中完全反应后的溶液与足量的BaCl2溶液反应,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀23.3g。回答下列问题:
(1)写出A装置中玻璃仪器的名称:酒精灯、______________、______________。
(2)实验开始时,应先点燃__________________处酒精灯(填装置字母)。
(3) 写出D中反应的化学方程式__________________________________。
(4)实验开始后,写出B中反应的离子方程式_______________________。
(5)C中的现象是____________________,E装置的作用是__________________。
(6)原样品中Na2SO3的纯度为__________(精确到0.1%)。按题给装置和操作进行实验,若装置连接和实验操作均无任何问题,该学生测得的Na2SO3的纯度_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(1)已知Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10 mL):
实验编号 |
实验温度/℃ |
c(Na2S2O3)/mol·L-1 |
c(H2SO4)/mol·L-1 |
① |
25 |
0.1 |
0.1 |
② |
25 |
0.2 |
0.1 |
③ |
25 |
0.1 |
0.2 |
④ |
50 |
0.2 |
0.1 |
⑤ |
50 |
0.1 |
0.1 |
其他条件不变时:探究温度对化学反应速率的影响,应选择_______________(填实验编号);
探究浓度对化学反应速率的影响,应选择________________(填实验编号);
若同时选择①②③溶液变浑浊的时间,探究_____________________对化学反应速率的影响。
(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1mol Na2S2O3转移8mol电子。该反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________。
甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
(Ⅰ)甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和_______________性。
(Ⅱ)加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是_________________________________。
(Ⅲ)乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是____________(填“甲”或“乙”),理由是__________________________________________。
某校课外探究小组欲在实验室条件下制取少量纯净的无水氯化铝。查阅到以下资料:无水氯化铝是白色晶体,易吸收水分,常压下在177.8℃升华,遇潮湿空气即产生大量白雾。用于有机合成和石油工业的催化剂,以及用于处理润滑油等。他们设计了以下装置,请结合题意回答问题:
(1)A装置中发生反应的化学方程式为: 。
(2)装置B的作用是 。
(3)请给标记为F的实线方框选择合适的装置 。
(4)AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾的原因是 (结合化学方程式说明)。
(5)有同学认为装置E中有不足之处,存在安全隐患。若你同意他的观点,请指出其不足之处 。
(6)制备反应会因盐酸浓度下降而停止,为测定反应残余液中盐酸的浓度,该小组同学提出酸碱中和滴定法测定方案。方案如下:首先准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样,平行做了4次滴定。实验中所用NaOH溶液浓度为0.2000mol·L-1,以下是实验记录与数据处理(不考虑NaOH与残液中其他成分的反应)。
滴定次数 实验数据ml |
1 |
2 |
3 |
4 |
V(样品) |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
V(NaOH)(初读数) |
0.00 |
0.50 |
0.70 |
1.00 |
V(NaOH)终读数) |
22.60 |
22.55 |
22.65 |
23.00 |
①经计算,该次滴定测的试样中盐酸浓度为 mol·L-1。
②在本实验的滴定过程中,下列操作会使实验结果偏小的是 (填写序号)。
a.开始滴定时滴定管尖嘴处留有气泡,滴定结束气泡消失
b.未用标准NaOH溶液润洗滴定管
c.锥形瓶中加入待测盐酸后,再加少量水
d.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出
e.滴定前锥形瓶用待测盐酸润洗
f.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得。已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在。
(1)某研究小组设计了制备Na2S2O3·5H2O的装置和部分操作步骤如下。
I.打开Kl,并闭K2,向圆底烧瓶中加人足量浓硫酸,加热。
II.C中的混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少。当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应。
III.过滤C中的混合液。
IV.将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到产品。
①I中,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是:_______________。
②II中“停止C中的反应”的操作是_______________。
③IV中将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到产品。Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过___________方法提纯。
④装置B的作用是_______________。
(2)依据反应2S2O32-+I2=S4O62-+2I-,可用I2的标准溶液测定产品的纯度。取5.5g产品,配制成100mL溶液。取10mL溶液,以淀粉溶液为指示剂,用浓度为0.050mol·L-1I2的标准溶液进行滴定,相关数据记录如下表所示。
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
溶液的体积/mL |
10.00 |
10.00 |
10.00 |
10.00 |
消耗I2标准溶液的体积/mL |
19.99 |
19.98 |
17.13 |
20.03 |
①判断达到滴定终点的现象是________________。
②Na2S2O3·5H2O在产品中的质量分数是________(Na2S2O3·5H2O的式量为248,计算结果保留1位小数)。
现有铁、碳两种元素组成的合金,某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数,设计了如下实验方案和实验装置
I.探究该合金的某些性质:
(1)取a g合金粉末放人蒸馏烧瓶,并加入足量浓H2SO4,A、B中均无明显现象,原因是_______;
(2)点燃酒精灯一段时间后,A中剧烈反应,请写出此时合金中成分铁的化学反应方程式_____;
(3)反应一段时间后,将C中所吸收的气体通入以下溶液中,判断能否产生沉淀,若不能则写“否”,若能则写出相应的沉淀成分:氯水和氯化钡溶液____,氨水和氯化钡溶液_____;
II.测定样品中碳的质量分数:
(4)装置F的作用__________________________________________________________;
(5)若将SO2气体通入含有n molNa2S的溶液中,溶液中出现黄色浑浊,试分析该溶液最多能吸收SO2气体_____________mol。