MgSO4•7H2O在医药上常用做泻药,工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下:
回答下列问题:
(1)用H2SO4调节溶液PH至1~2,H2SO4作用是 。
(2)加NaClO溶液至PH=5~6并加热煮沸5~10分钟,沉淀2中主要含有MnO2和另外两种难溶物,这两种难溶物的化学式分别为 、 ;其中NaClO溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为 。
(3)检验滤液Ⅱ中是否含有Fe3+的实验方法是 。
(4)“操作X”是将溶液 、 、过滤洗涤,即得到MgSO4•7H2O晶体。
(5)准确称量制得的样品5g,用200mL水溶解,加入2 mol/L的盐酸5mL,在不断搅拌下滴加足量2 mol/LBaCl2溶液,充分反应后,得沉淀4.46g,则样品纯度为 。
实验室利用冰醋酸和正丁醇制备乙酸正丁酯,实验装置如下图所示,可能用到的有关数据如下表:
正丁醇 |
冰醋酸 |
乙酸正丁酯 |
正丁醚 |
|
密度/(g/cm3) |
0.810 |
1.049 |
0.882 |
0.7689 |
沸点/℃ |
118.0 |
118.1 |
126.1 |
142 |
合成反应:在干燥的a中加入9.32 g正丁醇、7.2 mL 冰醋酸和3~4滴浓硫酸,摇匀后,加几粒沸石,c中通水,开始缓慢加热,控制馏出物的温度不超过130℃。
分离提纯:①将仪器a中反应后的混合液与仪器e中的馏出物合并,转入分液漏斗中;②依次用水、少量的10%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后再加干燥剂M,静置一段时间后,弃去M;③将最终得到的反应粗产物转入洗净的仪器a中,加入几粒沸石,进行蒸馏,得到乙酸正丁酯7.31 g。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_____________。
(2)在分液时应选如图装置中的____(填序号),使用该仪器前应先___。
(3)写出制备乙酸正丁酯的化学方程式:_______________________。
(4)第一次水洗的目的是____________________________。
(5)干燥剂M可以是_______(填序号)
A.五氧化二磷 B.无水硫酸钠
C.碱石灰D.氢氧化钠固体
(6)步骤③得到的粗产品蒸馏提纯时,下图所示装置中,温度计位置可能导致收集到的产品中混有高沸点杂质的装置为______(填序号)
(7)本实验所得到的乙酸正丁酯的产率是__________(填序号)
A.30%B.40%C.50%D.55%
某校研究性学习小组在实验室中模拟侯氏制碱法制取少量纯碱(见下图),并测定纯碱的纯度。回答下列问题:
Ⅰ.纯碱的制备
(1)若上述两个气体发生装置相同,制取二氧化碳的试剂为大理石和稀盐酸,制取氨气宜选择的试剂为。氨气和二氧化碳在通入饱和食盐水时的顺序是(填序号)。
a.同时通入
b.先通氨气至饱和再通二氧化碳
c.先通二氧化碳至饱和再通氨气
(2)他们采用粗盐配制饱和食盐水。粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42—等杂质离子,除去这些杂质离子需要下列试剂:①Na2CO3溶液 ②NaOH溶液 ③BaCl2溶液 ④盐酸。加入这些试剂的顺序可以是(填序号)。
a. ①③②④b. ③①④②c. ②③①④ d. ③②①④
(3)操作1的名称叫。为洗去碳酸氢钠晶体表面的残留母液,他们用酒精代替水洗,其优点是。
Ⅱ.纯碱纯度的测定(注:只考虑其中因焙烧不充分而含有的碳酸氢钠,忽略其他杂质)
(1)该小组同学设计了如下方案,其中不可行的是(填序号)。
A、准确称量mg样品,加热至恒重,称量得ng固体。
B、准确称量mg样品,与足量稀硫酸反应,将产生的气体用碱石灰吸收,碱石灰增重ng。
C、准确称量mg样品,与足量氢氧化钡溶液反应,过滤、洗涤、干燥,称量得ng固体。
(2)若方案A可行,加热过程中所需仪器除了酒精灯、三角架、坩埚、坩埚钳外,还需。
(3)若方案B正确,涉及反应的离子方程式为。
(4)若方案C可行,判断沉淀是否洗净的方法是。
(14分)锰锌铁氧体可制备隐形飞机上吸收雷达波的涂料。以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体(MnxZn1-xFe2O4)的主要流程如下,请回答下列问题:
(1)酸浸时,二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为。
(2)活性铁粉除汞时,铁粉的作用是(填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”)。
(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液中,带出汞蒸汽经KMnO4溶液进行吸收而实现的。下图是KMnO4溶液处于不同pH时对应Hg的单位时间去除率变化图,图中物质为Hg与 MnO4-在该pH范围内反应的主要产物。
①pH<6时反应的离子方程式为。
②请根据该图给出pH对汞去除率影响的变化规律:。
③试猜想在强酸性环境下汞的单位时间去除率高的原因:。(不考虑KMnO4在酸性条件下氧化性增强的因素)
(4)当x=0.2时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强,试用氧化物的形式表示该锰锌铁氧体的组成。
(5)经测定滤液成分后,需加入一定量的MnSO4和铁粉,其目的是。
(15分)实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应如下:
已知:①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18 g(4 ℃)、0.34 g(25 ℃)、0.95 g(60 ℃)、6.8 g(95 ℃)。
②乙醚沸点34.6 ℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸。
③石蜡油沸点高于250 ℃
④苯甲醇沸点为205.3 ℃
实验步骤如下:
①向图l所示装置中加入8 g氢氧化钠和30 mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL,摇动均匀,冷却至室温。然后用乙醚萃取三次,每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10 mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤,然后分液,将水层弃去,所得醚层进行实验步骤③。
③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶中,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2 所示的蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式,继续升高温度并收集205 ℃~206 ℃的馏分得产品A。
④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B。
根据以上步骤回答下列问题:
(1)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需(仪器名称)。
(2)步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去,而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,请用离子方程式说明其产生的原因。
(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是,锥形瓶上要加塞的原因是,产品A为。
(4)步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为;蒸馏得产品A的加热方式是。
(5)步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为。
[化学——选修2化学与技术]氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸;在空气中迅速被氧化成绿色;见光则分解,变成褐色;下图是工业上以制作印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)生产CuCl的流程如下:
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1 |
2 |
3 |
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空白实验消耗硫酸铈标准溶液的体积(ml) |
0.75 |
0.50 |
0.80 |
0.25克样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(ml) |
24.65 |
24.75 |
24.70 |
④数据处理:计算得该工业CuCl的纯度为_________(平行实验结果相差不能超过0.3%)