题目内容
【题目】氢化铝锂(LiAlH4)是有机合成中的重要还原剂。某课题组设计实验制备氢化铝锂并测定其纯度。已知: 氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应并产生同一种气体。
I.制备氢化锂
选择图I中的装置制备氢化锂(有些装置可重复使用):
(1)装置的连接顺序(从左至右)为A→______________。
(2)检在好装蹬装置的气密性,点燃酒精灯前需进行的实验操作是_______________。
(3)写出制备氢化铝锂的化学方程式:__________________。
II. 制备氢化铝锂
1947年,Schlesinger,Bond和Finholt首次制得氢化铝锂,其方法是使氢化锂与无水三氯化铝按一定比例在乙醚中混合,搅样,充分反应后,经一系列操作得到LiAlH4晶体。
(4)写出氢化锂与无水三氯化铝反应的化学方程式:____________________。
III.测定氢化铝锂产品(不含氢化锂)的纯度
(5)按图2装配仪器、检查装置气密性并装好药品(Y形管中的蒸馏水足量,为了避免氢化铝锂遇水发生爆炸,蒸馏水中需掺入四氢呋喃作稀释剂),启动反应的操作是________。读数之前上下移动量气管右侧的容器,使量气管左、右有两侧的液面在同一水平面上,其目的是_________。
(6)在标准状况下,反应前量气管读数为V1mL,反应完毕并冷却之后,量气管读数为V2mL。该样品的纯度为_____________(用含a、V1、V2的代数式表示)。如果起始读数时俯视刻度线,测得的结果将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】 D→B→C→B→E 打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后,用小试管在装置E的水槽中收集气体并验纯 2Li+H22LiH 4LiH+AlCl3=LiAlH4+3LiCl 倾斜Y形管,将蒸馏水(掺入四氢呋喃)全部注入ag产品中 确保量气管内气体的压强与大气压强相等 偏高
【解析】I. (1) 氢化锂遇水能够剧烈反应,因此生成的氢气需要干燥,并除去其中混有的H2S,因此需要显通过氢氧化钠溶液除去硫化氢气体,再通过浓硫酸干燥,然后在C装置中发生反应生成氢化锂,为防止外界水蒸气进入装置,后面需要接干燥装置B,最后用排水集气法收集未反应的氢气,装置的连接顺序(从左至右)为A→D→B→C→B→E,故答案为:D→B→C→B→E;
(2)检查好装置的气密性,点燃酒精灯前需要首先制备氢气,并检验氢气的纯度,因此进行的实验操作为打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后,用小试管在装置E的水槽中收集气体并验纯,故答案为:打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后,用小试管在装置E的水槽中收集气体并验纯;
(3)氢气与锂反应制备氢化锂的化学方程式为,故答案为:2Li+H22LiH;
II. (4) 氢化锂与无水三氯化铝按一定比例在乙醚中混合,充分反应得到LiAlH4,反应的化学方程式为4LiH+AlCl3=LiAlH4+3LiCl,故答案为:4LiH+AlCl3=LiAlH4+3LiCl;
III. (5)按图2装配仪器、检查装置气密性并装好药品,Y形管中的蒸馏水足量,启动反应时只需要倾斜Y形管,将蒸馏水(掺入四氢呋喃)全部注入a g产品中即可。读数之前,上下移动量气管右侧的容器,使量气管左、右两侧的液面在同一水下面上,可以确保量气管内气体的压强与大气压强相等,减少实验误差,故答案为:倾斜Y形管,将蒸馏水(掺入四氢呋喃)全部注入a g产品中,确保量气管内气体的压强与大气压强相等;
(6) 氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应并产生同一种气体为氢气,LiAlH4+4H2O=LiOH+ Al(OH)3+4H2↑,在标准状况下,反应前量气管读数为VmL,反应完毕并冷却之后,量气管读数为V2mL,则生成的氢气为(V2-V1)mL,根据方程式,LiAlH4的物质的量为×,则样品的纯度 =×100%=%,如果起始读数时俯视刻度线,导致V1偏小,结果偏高,故答案为: %;偏高。
【题目】下列四支试管中,过氧化氢分解产生氧气的化学反应速率最大的是( )
试管 | 温度 | 过氧化氢浓度 | 催化剂 |
A | 室温(25℃) | 12% | 有 |
B | 水浴加热(50℃) | 4% | 无 |
C | 水浴加热(50℃) | 12% | 有 |
D | 室温( 25℃) | 4% | 无 |
A.A
B.B
C.C
D.D
【题目】工业上采用氨化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰,工艺流程如下:
已知相关信息如下:
①菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.7、3.2;Mn2+、Mg2+开始沉淀的pH分别为8.1、9.1。
③“焙烧”过程的主要反应:MnCO3+2NH4C1MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。
④常温下,几种难溶物的Ksp如下表所示:
难溶物 | Mn(OH)2 | MnCO3 | CaF2 | MgF2 |
Ksp | 2.0×10-13 | 2.0×10-11 | 2.0×10-10 | 7.0×10-11 |
(1)分析图1、图2、图3,最佳的焙烧温度、焙烧时间、分别为_____、_____、_____、。
(2)“除杂“过程如下:
①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8>H2O2>Cl2>MnO2>Fe3+,则氧化剂X宜选择_______(填字母)。
A. (NH4)2S2O8 B.MnO2 C.H2O2 D. Cl2
②调节pH时,pH可取的最低值为________。
③当CaF2、MgF2 两种沉淀共存时,若溶液中c(Ca2+) =1.0×10-5mol/L,则c(Mg2+) =_____mol/L。
(3)“沉锰”过程中,不用碳酸钠溶液替代NH4HCO3溶液,可能的原因是____________。
(4)测定碳酸锰粗产品的纯度。实验步骤:
①称取0.5000g碳酸锰粗产品于300mL作锥形瓶中,加少量水湿润。再加25mL磷酸,移到通风橱内加热至240℃,停止加热,立即加入2g硝酸铵,保温,充分反应后,粗产品中的碳酸锰全部转化为Mn(PO4)2]3-,多余的硝酸铵全部分解。用氨气赶尽锥形瓶内的氮氧化物,冷却至室温。
②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.2000mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定,发生的反应为:
[Mn(PO4)2]3- +Fe2+=Mn2+ +Fe3+ +2PO43-。到达滴定终点时,消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积为20.00mL。
计算:碳酸锰粗产品的纯度=________。
误差分析:若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡,则测得的碳酸锰粗产品的纯度_____(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。