题目内容
(12分)【化学—化学与技术】
工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重铬酸钾(K2Cr2O7),工艺流程及相关物质溶解度曲线如图:
(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为 _________ ,通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是 _________ .
(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是 _________ .
(3)固体A主要为 _________ (填化学式),固体B主要为 _________ (填化学式).
(4)用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液 _________ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中,既能提高产率又可使能耗最低.
(1)Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl;低温下K2Cr2O7溶解度远小于其它组分,随温度的降低,K2Cr2O7溶解度明显减小。(合理即得分)
(2)除去Fe2+
(3)NaCl;K2Cr2O7
(4)II
解析试题分析:(1)Na2Cr2O7与KCl发生复分解反应,所以化学方程式为:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl;根据图像可知:低温下K2Cr2O7溶解度远小于其它组分,随温度的降低,K2Cr2O7溶解度明显减小。
(2)加碱可以使Fe2+转化为沉淀而除去。
(3)根据溶解度的大小,高温浓缩时,NaCl析出,所以固体A主要为NaCl;冷却结晶时,K2Cr2O7析出,所以固体B主要为K2Cr2O7
(4)用热水洗涤固体NaCl,洗涤液中含有NaCl,所以洗涤液转移到母液II中,既能提高产率又能使能耗最低。
考点:本题考查化学流程的分析、化学方程式的书写。
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对实验Ⅰ~ Ⅳ的实验现象预测正确的是( )
A.实验Ⅰ试管中红色溶液逐渐变成无色溶液 |
B.实验Ⅱ试管中出现淡黄色浑浊 |
C.实验Ⅲ铁棒上有无色气泡产生 |
D.实验Ⅳ中酸性KMnO4溶液中出现气泡且颜色逐渐褪去 |
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图:
已知:①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O28Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑;
②Na2CO3 + Al2O32NaAlO2 + CO2↑;③Cr2O72-+ H2O
2CrO42- + 2H+
根据题意回答下列问题:
(1)固体X中主要含有_________(填写化学式);要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用__________(填写仪器或试剂名称)。
(2)酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是_________________________________。
(3)操作Ⅲ有多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩、 、过滤、_______、干燥。
(4)下表是相关物质的溶解度数据,操作Ⅲ发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl →K2Cr2O7↓+2NaCl。
物质 | 溶解度/(g/100g水) | ||
0°C | 40°C | 80°C | |
KCl | 28 | 40.1 | 51.3 |
NaCl | 35.7 | 36.4 | 38 |
K2Cr2O7 | 4.7 | 26.3 | 73 |
Na2Cr2O7 | 163 | 215 | 376 |
该反应在溶液中能发生的理由是_______________。
(5)副产品Y主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取n g样品,加入过量______(填写试剂)、溶解、过滤、再______(填写试剂)、灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g 。计算样品中氢氧化铝的质量分数为_________(用含m、n的代数式表示)。
(1)某学习小组利用下图装置制取氯气并探究其性质。
①甲装置中反应的化学方程式是 ;
②证明乙装置中FeCl2溶液与Cl2发生了反应的实验方法是(只注明试剂、现象) ;
③丙装置中通入少量Cl2,可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。已知碳酸的酸性强于次氯酸,则丙中反应的化学方程式是 。
(2)有一瓶长期放置的漂白粉,请利用以下仪器和试剂,完成该漂白粉成份的探究。
试管、胶头滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、1mol·L-1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。
【提出假设】假设一:该漂白粉未变质,含CaCl2、Ca(ClO)2;
假设二:该漂白粉全部变质,含 ;
假设三:该漂白粉部分变质,含CaCl2、Ca(ClO)2、CaCO3 。
【进行实验】在答题卡上完成下表(不必检验Ca2+、Cl-):
实验步骤 | 预期现象和结论 | |
① | 用A试管取少量澄清石灰水备用,用B试管取少量样品,再向B试管 | 若无气体放出且澄清石灰水未见浑浊,则假设一成立; |
② | | |
(14分)
某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
(1) ①检查气体发生装置A的气密性的操作是:____________
②整套实验装置存在一处明显不足,请指出_____________.
(2) 用改正后的装置进行实验.实验过程如下:
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯 | D装置中:溶液变红 E装置中:水层溶液变黄振荡后CCl4层无明显变化 | Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为: ______________________ |
D装置中:红色慢慢褪去。E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深最后变成红色。为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
Ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似.氧化性:Cl2>(SCN)2. Ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl,它呈红色(略带黄色),沸点为5℃,与水发生水解反应. Ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水. |
② 欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生.请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因_______________________________________________
③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中,该反应的化学方程式为:___________________