磷矿石主要以磷酸钙〔Ca3(PO4)2·H2O〕和磷灰石〔Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3〕等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过各中由磷灰石制单质磷的流程。
部分物质的相关性质如下:
|
熔点/℃ |
沸点/℃ |
备注 |
白磷 |
44 |
280.5 |
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PH3 |
-133.8 |
-87.8 |
难溶于水,具有还原性 |
SiF4 |
-90 |
-86 |
易水解 |
回答下列问题:
(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的 %。
(2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为: 。现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石,最多可制得85℅的商品磷酸 吨。
(3)如图(b)所示,热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是: (填化学式) ,冷凝塔1的主要沉积物是: 冷凝塔2的主要沉积物是:
(4)尾气中主要含有 ,还含有少量PH3、H2S和HF等,将尾气先通入纯碱溶液,可除去 ;再通入次氯酸钠溶液,可除去 (均填化学式)
(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是: 。
树德中学某化学兴趣小组在实验室用MnO2与浓盐酸反应制备C12(发生装置如图所示)。
(1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是序号)。
A.往烧瓶中加入浓盐酸
B.加热
C.往烧瓶中加入MnO2粉末
(2)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,兴趣小组同学提出下列实验探究方案:
甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量
乙方案:采用酸碱恰好中和(有指示剂)的方法测定
丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量
丁方案:与足量Zn反应,测量生成的H2体积(换算为标准状况)
继而进行下列判断和实验:
①判定甲方案是否可行(填“是”或“否”),理由是。
②进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。
a.量取试样20.00 mL,滴入0.200 0 mol/L的NaOH溶液,消耗NaOH溶液22.00 mL,该次测得试样中盐酸浓度为mol·L一1;
b.重复以上操作多次取平均值获得实验结果
③判断丙方案的实验结果(填“偏大"、“偏小”或“准确”)。
(已知:部分CaCO3会转化为更难溶的MnCO3)
④进行丁方案实验:装置如图所示(夹持器具已略去)
(i)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将转移到中。
(ii)反应完毕,每间隔l分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是(排除仪器和实验操作的影响因素)
硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、A12O3、CaO、MgO等杂质)。用该烧渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下:
(1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有。
(2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中含量将下降,其原因是(用离子方程式表示)。
(3)根据下表数据:
在“除杂”步骤中,为除去和
,溶液的pH最大值应小于,常温下,当
pH="5" 时,溶液中=
(已知常温下
)。
(4)“中和合成”的目的是将溶液中转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是。
某小组通过实验研究Na2O2与水的反应。
(1)Na2O2与水反应的化学方程式是。
(2)ⅱ中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H2O2,H2O2与酚酞发生了反应。
Ⅰ.甲同学通过实验证实了H2O2的存在:取少量溶液a,加入试剂(填化学式),有气体产生。
Ⅱ.乙同学查阅资料获悉:用KMnO4(被还原为)可以测定H2O2的含量。
取3mL溶液a稀释至15mL,用稀H2SO4酸化,再逐滴加入0.0045 KMnO4溶液,产生气体,溶液褪色速率开始较慢后变快,至终点时共消耗10mL KMnO4溶液。
①KMnO4与H2O2反应的离子方程式是。
②溶液a中。
③溶液褪色速率开始较慢后变快的原因可能是。
(3)为探究现象ⅱ产生的原因,同学们继续进行了如下实验:
Ⅰ.向H2O2溶液中滴入两滴酚酞,振荡,加入5滴0.1NaOH溶液,溶液变红又迅速变无色且产生气体,10分钟后溶液变无色,该过程无明显热效应。
Ⅱ.向0.1NaOH溶液中滴入两滴酚酞的,振荡,溶液变红,10分钟后溶液颜色无明显变化;向该溶液中通入氧气,溶液颜色无明显变化。从实验Ⅰ和Ⅱ中,可得出的结论是。
苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。回答下列问题:
(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是。
(2)将a中的溶液加热至100 ℃,从b中缓缓滴加40 g苯乙腈()到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。仪器c的名称是,反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸(
)粗品。加人冷水的目的是。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是(填标号)。
A 分液漏斗B漏斗C烧杯D.直形冷凝管E.玻璃棒
(3)提纯粗苯乙酸的方法是,最终得到44 g纯品,则苯乙酸()的产率是。
(4)用CuCl2 • 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是。
(5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是。
现有镁条、铝粉、铜片、氧化铝、氧化铁、氯酸钾及其它常用的实验用品和仪器,根据现有药品,请你设计简单实验验证铝、铁金属单质的还原性强弱。依据你设计的实验方案,回答下列问题:
(1)实验原理:(用化学方程式表示);实验中所需的化学仪器为。
(2)引发实验的操作方法为:。
(3)实验探究:取少量反应所得到的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象,(填能或否)说明固体混合物中无Fe2O3,并说明理由(理由用离子方程式说明)。