题目内容
8.在精制饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打(NaHCO3),并提取氯化铵作为肥料或进一步提纯为工业氯化铵.完成下列填空:(1)写出上述制备小苏打的化学方程式:NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)滤出小苏打后,母液提取氯化铵有两种方法:
①通入氨,冷却、加食盐,过滤 ②不通氨,冷却、加食盐,过滤
对两种方法的评价正确的是ad(选填编号)
a.①析出的氯化铵纯度更高
b.②析出的氯化铵纯度更高
c.①的滤液可直接循环使用
d.②的滤液可直接循环使用
(3)提取的NH4Cl中含少量Fe2+、SO42-.将产品溶解,加入H2O2,加热至沸,再加入BaCl2溶液,过滤,蒸发结晶,得到工业氯化铵.加热至沸的目的是使亚铁离子快速氧化为三价铁离子,并使氯化铁充分水解,形成氢氧化铁沉淀.滤渣的主要成分是Fe(OH)3、BaSO4.
(4)将一定质量小苏打样品(含少量NaCl)溶于足量盐酸,蒸干后称量固体质量,也可测定小苏打的含量.若蒸发过程中有少量液体溅出,则测定结果偏高.(选填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
分析 (1)饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打(NaHCO3),根据质量守恒可知同时生成NH4Cl;
(2)母液中含有氯化铵,通入氨,冷却、加食盐,有利于氯化铵的析出,过滤后滤液中含有氨气,不能直接循环使用;
(3)加热有利于亚铁离子的氧化,且有利于铁离子的水解,再加入BaCl2溶液,得到硫酸钡沉淀;
(4)若蒸发过程中有少量液体溅出,蒸干后所得固体质量偏小,则小苏打含量偏大.
解答 解:(1)饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打(NaHCO3),根据质量守恒可知同时生成NH4Cl,反应的方程式为NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,
故答案为:NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;
(2)母液中含有氯化铵,通入氨,冷却、加食盐,有利于氯化铵的析出,纯度更高,过滤后滤液中含有氨气,不能直接循环使用,而②的滤液可直接循环使用,
故答案为:ad;
(3)加热有利于亚铁离子的氧化,且有利于铁离子的水解,再加入BaCl2溶液,得到硫酸钡沉淀,滤渣的主要成分是氢氧化铁、硫酸钡,
故答案为:使亚铁离子快速氧化为三价铁离子,并使氯化铁充分水解,形成氢氧化铁沉淀;Fe(OH)3、BaSO4;
(4)如全被为碳酸氢钠,与盐酸反应后生成氯化钠,质量减小,而如全部为氯化钠时,质量基本不变,可知加热后固体质量越小,碳酸氢钠含量越大,则若蒸发过程中有少量液体溅出,蒸干后所得固体质量偏小,则小苏打含量偏高,
故答案为:偏高.
点评 本题为2014年上海考题,考查制备实验的设计,侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查,注意把握实验原理以及物质的性质,难度中等.
练习册系列答案
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10.朱自清先生在《荷塘月色》中写道:“薄薄的青雾浮起在荷塘里…月光是隔了树照过来的,高处丛生的灌木,落下参差的斑驳的黑影…”月光穿过薄雾所形成的种种美景的本质原因是( )
A. | 青雾中的小水滴颗粒大小约为10-9m~10-7m | |
B. | 光是一种胶体 | |
C. | 雾是一种胶体 | |
D. | 发生丁达尔效应 |
16.卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子.若以它以及表2中的某些物质为原料,按图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁.
若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,请根据表1和表2提供的资料,填写空白:
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
*Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以,常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去.
表2 原料价格表
(1)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是漂液NaClO,写出步骤②中pH=1时所发生反应的离子方程式:2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O;
(2)在步骤③中加入的试剂是烧碱;之所以要控制pH=9.8,其目的是使Mg2+以外的杂质离子转化成沉淀除去;
(3)某燃料电池的燃料为CO,氧化剂为含CO2的O2,电解质为熔融态的试剂Z(步骤④中加入试剂的有效成分),则该燃料电池的正极电极反应方程式为:O2+4e-+2CO2═2CO32-;
(4)在步骤⑤中发生的反应是MgCO3+H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mg(OH)2+CO2↑.
若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,请根据表1和表2提供的资料,填写空白:
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6* |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.1 |
表2 原料价格表
物质 | 价格(元•吨-1) |
漂液(含25.2% NaClO) | 450 |
双氧水(含30% H2O2) | 2400 |
烧碱(含98% NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5% Na2CO3) | 600 |
(2)在步骤③中加入的试剂是烧碱;之所以要控制pH=9.8,其目的是使Mg2+以外的杂质离子转化成沉淀除去;
(3)某燃料电池的燃料为CO,氧化剂为含CO2的O2,电解质为熔融态的试剂Z(步骤④中加入试剂的有效成分),则该燃料电池的正极电极反应方程式为:O2+4e-+2CO2═2CO32-;
(4)在步骤⑤中发生的反应是MgCO3+H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Mg(OH)2+CO2↑.
3.氮化硅(Si3N4)是高温结构陶瓷,具有优良的性能,人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、永久性模具等机械构件.设计的合成氮化硅工艺流程如下:
(1)①电弧炉中发生的主要反应是SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si(粗硅)+2CO↑.
②用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式
为SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑,碳化硅又称金刚砂,其晶体结构与金刚石相似.
(2)在流化床反应的产物中,SiCl4大约占85%,还有Cl2等,有关物质的沸点数据如下表:
提纯SiCl4的主要工艺操作依次是沉降、蒸馏,其中温度最好控制在C(填序号).
A.略小于-34.1℃B.大于57.6℃C.略小于57.6℃D.-34.1℃
(3)①粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸,该反应的方程式是Si3N4+9H2O=4NH3↑+3H2SiO3↓.
②该工艺流程中涉及的主要反应属于氧化还原反应的有2个.
(1)①电弧炉中发生的主要反应是SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si(粗硅)+2CO↑.
②用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式
为SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑,碳化硅又称金刚砂,其晶体结构与金刚石相似.
(2)在流化床反应的产物中,SiCl4大约占85%,还有Cl2等,有关物质的沸点数据如下表:
物质 | Si | SiCl4 | Cl2 |
沸点/℃ | 2355 | 57.6 | -34.1 |
A.略小于-34.1℃B.大于57.6℃C.略小于57.6℃D.-34.1℃
(3)①粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸,该反应的方程式是Si3N4+9H2O=4NH3↑+3H2SiO3↓.
②该工艺流程中涉及的主要反应属于氧化还原反应的有2个.
20.亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌.以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O.
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全.
③160g•L-1 NaOH溶液是指160g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L.
(1)160g•L-1 NaOH溶液的物质的量浓度为4mol/L.若要计算该溶液的质量分数,还需要的一个条件是溶液的密度(用文字说明).
(2)发生器中鼓入空气的作用可能是b(选填序号).
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性 b.稀释ClO2以防止爆炸 c.将NaClO3氧化成ClO2
(3)吸收塔内的反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2.吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是防止H2O2分解.
(4)从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是重结晶(填操作名称)
(5)经查阅资料知道:当pH≤2.0时,ClO2-能被I-完全还原成Cl-;
溶液中Na2S2O3能与I2反应生成NaI和Na2S4O6.
欲测定成品中NaClO2•3H2O的含量,现进行如下操作:
①步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式是ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O,
步骤Ⅲ中达到滴定终点时的现象是滴入最后一滴标准溶液,溶液由蓝色变化为无色且半分钟不变化.
②若上述滴定操作中用去了V mL Na2S2O3溶液,则样品中NaClO2•3H2O的质量分数为$\frac{9.05×1{0}^{-2}Vc}{4W}$×100%(用字母表示).
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O.
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全.
③160g•L-1 NaOH溶液是指160g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L.
(1)160g•L-1 NaOH溶液的物质的量浓度为4mol/L.若要计算该溶液的质量分数,还需要的一个条件是溶液的密度(用文字说明).
(2)发生器中鼓入空气的作用可能是b(选填序号).
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性 b.稀释ClO2以防止爆炸 c.将NaClO3氧化成ClO2
(3)吸收塔内的反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2.吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是防止H2O2分解.
(4)从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是重结晶(填操作名称)
(5)经查阅资料知道:当pH≤2.0时,ClO2-能被I-完全还原成Cl-;
溶液中Na2S2O3能与I2反应生成NaI和Na2S4O6.
欲测定成品中NaClO2•3H2O的含量,现进行如下操作:
步骤I | 称取样品w g配成溶液置于锥形瓶中,并调节pH≤2.0 |
步骤II | 向锥形瓶中加入足量KI 晶体,充分搅拌,并加入少量指示剂 |
步骤III | 用c mol/L的Na2S2O3溶液滴定 |
步骤Ⅲ中达到滴定终点时的现象是滴入最后一滴标准溶液,溶液由蓝色变化为无色且半分钟不变化.
②若上述滴定操作中用去了V mL Na2S2O3溶液,则样品中NaClO2•3H2O的质量分数为$\frac{9.05×1{0}^{-2}Vc}{4W}$×100%(用字母表示).
17.在三个密闭容器中分别充入N2、H2、HCl三种气体,当它们的温度和密度都相同时,这三种气体的压强(p),从大到小的顺序是( )
A. | p(N2)>p(H2)>p(HCl) | B. | p(HCl)>p(N2)>p(H2) | C. | p(H2)>p(HCl)>p(N2) | D. | p(H2)>p(N2)>p(HCl) |