题目内容
【题目】某化学课外小组所做实验的示意图如图所示:图中“→”表示气体流向, M是一种纯净而干燥的气体,Y为另一种气体,E内有红棕色气体产生,实验所用物质只能由下列物质中选取:Na2CO3、Na2O2、NaCl、Na2O、CaCl2、(NH4)2CO3、碱石灰等固体及蒸馏水。据此实验,完成下列填空:
(1)A中所用装置的主要仪器和药品是______________________。
(2)B中所选的干燥剂是________,其作用是______________________________。
(3)C中发生的主要反应的化学方程式:________________________________。
(4)制取Y气体的D装置所用的主要仪器是__________________________。
制取Y气体的化学方程式是________________________。
(5)F中发生反应的化学方程式为__________________________。
【答案】带铁圈的铁架台、试管、酒精灯、导管、单孔塞、(NH4)2CO3 碱石灰 吸收水和二氧化碳 4NH3+5O24NO+6H2O 锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、导气管 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 3NO2+H2O=2HNO3+NO
【解析】
“E内有棕色气体产生”是解答此题的突破点,纯净干燥的气体M和Y气在C中通过灼热铂丝后,得红棕色气体,是一个很明显的现象,中学学过的所有气体中,只有NO2是红棕色气体,从本题所限定的反应物中,只能设法从(NH4)2CO3固体获取NO2,由此可以判断C中发生的主要化学反应是氨的铂催化氧化产生的NO继续被氧化,在E中得到棕色NO2气体,所以M和Y两种气体中有一种是NH3,另一种是O2,因为M是固态碳酸盐热分解产生的,而固态碳酸盐热分解不可能生成O2,因此可以得出:M是NH3,Y是O2的结论,据此进行解答。
碳酸盐分解干燥后M是一种纯净而干燥的气体,只有(NH4)2CO3分解,M只能氨气,B为碱石灰,Y为另一种气体,当与M气体反应时Y气体过量,E内有棕色气体产生,则C中生成NO,D为氧气,E为NO2,F中含有水,通入二氧化氮生成硝酸,则
(1)A中加热分解(NH4)2CO3产生氨气,所需要的仪器有:带铁圈的铁架台、试管、酒精灯、导管、单孔塞;
(2)碳酸铵分解生成氨气、二氧化碳和水,由上述分析可知,B中所选的干燥剂是碱石灰,作用为吸收二氧化碳和水;
(3)C中发生的主要化学反应是氨的铂催化氧化产生的NO和水,反应化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;
(4)Y为氧气,Na2O2和水反应产生氢氧化钠和氧气,方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,所用的主要仪器是锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、导气管;
(5)二氧化氮溶于水生成硝酸和NO,方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。
【题目】工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5流程:
(1)步骤①所得废渣的成分是____________(写化学式),操作I的名称__________;
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是_____________________________;
③中X试剂为(写化学式)______________________________________;
(3)④的离子方程式为 ___________________________________________;
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
钒沉淀率% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.8 | 96.4 | 93.1 | 89.3 |
结合上表,在实际生产中,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为____________;若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)< _____________;(已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有__________和_______________。