【化学与技术】氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品应用广泛。请回答下列问题:
(1)氯碱工业是利用电解食盐水生产 为基础的工业体系。
(2)电解前,为除去食盐水中的Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质离子,加入下列试剂的顺序合理的是 (填下列各项中序号)。
a、碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡 b、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠
c、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡 d、氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠
(3)“盐泥”是电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下:
成分 |
NaCl |
Mg(OH)2 |
CaCO3 |
BaSO4 |
其他不溶物 |
质量分数(%) |
15~20 |
15~20 |
5~10 |
30~40 |
10~15 |
利用盐泥生产MgSO4·7H2O晶体的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
①酸洗过程中加入的酸为 ,加入的酸应适当过量,控制pH为5左右,反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应,以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4,在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是 。
②过滤所得滤渣的主要成分为 。
③根据图分析,蒸发结晶过滤所得晶体A主要成分为 。
④真空干燥MgSO4·7H2O晶体的原因是 。
实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯的原理如下:
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
有关物质的物理性质如下表,请回答有关问题。
化合物 |
密度/g·cm-3 |
沸点/℃ |
溶解度/g |
正丁醇 |
0.810 |
118.0 |
9 |
冰醋酸 |
1.049 |
118.1 |
∞ |
乙酸正丁酯 |
0.882 |
126.1 |
0.7 |
Ⅰ.乙酸正丁酯粗产品的制备
在干燥的50 mL圆底烧瓶中,装入沸石,加入11.5 mL正丁醇和9.4 mL冰醋酸,再加3~4滴浓硫酸,然后安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及冷凝回流管,加热冷凝回流反应。
(1)沸石的作用
________________________________________________________________________。
(2)实验中为了提高乙酸正丁酯的产率,采取的措施是
______________________________;
________________________________________________________________________。
Ⅱ.乙酸正丁酯粗产品精制
(3)将乙酸正丁酯粗产品用如下的操作进行精制:①水洗 ②蒸馏 ③用无水MgSO4干燥 ④用10%碳酸钠溶液洗涤。正确的操作步骤是________(填字母)。
A.①②③④ B.③①④② C.①④①③② D.④①③②③
聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O),过程如下:
(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是________________。
(2)实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下。装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→________→________→________→________→f。
装置A中发生反应的化学方程式为___________________。
(3)制备绿矾时,向溶液X中加入过量________,充分反应后,经过滤操作得到溶液Y,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。过滤所需的玻璃仪器有________________。
(4)欲测定溶液Y中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制KMnO4标准溶液,用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
(5)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数。若溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(16)某课外活动小组设计了以下实验方案验证Cu与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下:
(1)测定硝酸的物质的量反应结束后,从下图B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液,用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定,用酚酞作指示剂,滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为mol。
(2)测定NO的体积
①从上图所示的装置中,你认为应选用装置进行Cu与浓硝酸反应实验,选用的理由是。
②选用上图所示仪器组合一套可用来完成实验并测定生成NO体积的装置,其合理的连接顺序是(填各导管口编号)。
③在测定NO的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置(“下降”或“升高”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
(3)气体成分分析:若实验测得NO的体积为112.0mL(已折算到标准状况),则Cu与浓硝酸反应的过程中(填“有”或“没有”)NO产生,作此判断的依据是。
(4)实验前,用托盘天平称取的铜片至少应为g。
(10分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
实验步骤:
在A中加入4.4 g的异戊醇、6.0 g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是。
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是,第二次水洗的主要目的是。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后(填标号)。
a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是。
(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是(填标号)。(7)本实验的产率是(填标号)。
a.30℅b.40℅ c.60℅ d.90℅
(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏(填“高”或“低”), 原因是。
我国制碱工业的先驱——侯德榜先生,1939年发明了著名的侯氏制碱法,其核心反应原理可用如下化学方程式表示:NH3+C02+NaCl+H20=NH4CI+NaHCO3(晶体),依据此原理,欲制得碳酸氢钠晶体,某校学生设计了如下实验装置,其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液,且二者均已达到饱和。
(1)A装置中所发生反应的离子方程式为。
C装置中稀硫酸的作用为。
(2)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100 g水);
参照表中数据,请分析B装置中使用冰水的目的是。
(3)该校学生在检查完此套装置的气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出
应在装置之间(填写字母)连接一个盛有的洗气装置,其作用。
(4)若该校学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85 g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04 g,则NaHCO3的产率为。