题目内容
【题目】钢铁分析中常用高氯酸(HClO4)溶解矿样,某研究性学习小组欲制取少量高氯酸。该学习小组查阅到:
a.HClO4浓度高于60%时遇含碳化合物易爆炸,浓度低于60%时比较稳定;
b.NaClO4与浓硫酸反应可制得高氯酸,若采用真空蒸馏可得纯高氯酸;
c.NaClO3在673K(400℃) 分解产生NaClO4、NaCl和一种气体。
该小组同学设计实验分三步制备高氯酸:
(一)制氯气并使制得的氯气与氢氧化纳溶液反应制氯酸纳;
(二)氯酸钠分解制高氯酸钠;
(三)高氯酸纳与浓硫酸反应制高氯酸[2NaClO4+H2SO4(浓)Na2SO4+2HClO4]。
(1)制取氯酸钠的装置连接顺序为A,___________
(2)B 装置中发生反应的离子方程式为__________________________。
(3)为了制备高氯酸钠并推出氯酸钠分解制高氯酸钠的化学方程式,该小组设计了两组装置(甲,乙)如下:
该小组经过分析决定选用甲装置制备高氯酸钠,取NaClO3样品2.13 g,加热充分反应后集气瓶中收集到224 mL (标准状况下)气体,则该反应的化学方程式为_________________________;不选用乙装置的原因可能为______________________。
(4)用丙裝置制备高氯酸,向烧瓶中加入高氯酸钠,然后加入浓硫酸后,加热可制取高氯酸。实验开始前,胶塞及导管接口需要包锡箔纸,其原因是___________,仪器E的名称为___________。该组同学发现操作中少加入一种物质,该物质的名称为___________。发现后的正确操作为_________________。
(5)工业上大量制备NaClO4常用高电流密度电解NaClO3的方法,试写出以惰性电极电解时的阳极反应式:_______________________________________________。
【答案】 C,B,D 3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O 2 NaClO3
NaClO4+NaCl+O2↑ 乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集 橡胶中含有“碳”,若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸 锥形瓶 碎瓷片(或沸石) 停止实验,冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验 ClO3--2e+H2O=ClO4-+2H+
【解析】(1). 装置A制取的氯气通过装置C除去氯化氢杂质,在装置B中,氯气与氢氧化钠溶液反应制得氯酸钠,用D吸收多余的氯气,防止污染环境,所以制取氯酸钠的装置连接顺序为A,C,B,D,故答案为:C,B,D;
(2).在B 装置中,氯气和氢氧化钠溶液在加热的条件下发生反应,生成氯化钠、氯酸钠和水,反应的离子方程式为:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,故答案为:3Cl2+6OH-
5Cl-+ClO3-+3H2O;
(3). 用甲装置制备高氯酸钠,2.13gNaClO3样品的物质的量为0.02mol,224mL(标准状况下)气体的物质的量为0.01mol,则该反应的化学方程式为2NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑;因乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集,所以不选用乙装置,故答案为:2NaClO3
NaClO4+NaCl+O2↑;乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集;
(4). 实验开始前,胶塞及导管接口需要包锡箔纸,其原因是橡胶中含有“碳”,若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸;仪器E的名称为锥形瓶;该组同学发现操作中少加入一种物质,该物质的名称为碎瓷片(或沸石),发现后的正确操作为停止实验,冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验,故答案为:橡胶中含有“碳”,若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸;锥形瓶;碎瓷片(或沸石);停止实验,冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验;
(5).工业上大量制备NaClO4常用高电流密度电解NaClO3的方法,以惰性电极电解时,阳极发生氧化反应,则阳极反应式为:ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+,故答案为:ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+。
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【题目】纳米碳酸钙是一种广泛应用于塑料、食品、医药、饲料等行业的重要无机填料。以磷石膏钙渣为原料制取高品质纳米碳酸钙的工艺流程如下:
已知某磷石膏钙渣的主要成分及其含量如下表所示。
CaO | P2O5 | SO3 | Fe2O3 | Al2O3 | SiO2 | 烧失量 |
47.70% | 1.60% | 1.77% | 0.041% | 0.0027% | 9.85% | 37.69% |
请回答下列问题:
(1)对磷石膏钙渣进行酸溶的目的是获得机制CaCl2溶液,为了提高溶出率,可以采取的措施有___________(填字母)。
A.粉碎磷石膏钙渣 B.增大盐酸浓度 C.适当降低温度 D.缩短酸溶时间
(2)为了探究酸溶的工艺条件,称取6 份各50g磷石膏钙渣,分别用不同浓度盐酸进行溶解,反应时间为30 min,测得滤液中钙溶出率的结果如图所示,最适宜的盐酸浓度为___________。
(3)精制是向粗制CaCl2溶液中通入氨气,控制溶液的pH,主要除去___________(填金属阳离子)。
(4)碳化时,先将精制CaCl2溶液稀释至一定体积,控制反应温度以及NH3和CO2 的通入量,此过程中,通入气体有先后顺序,应先通入气体的化学式___________(填化学式);碳化时发生反应的化学方程式为___________________________________________。
(5)把CaCO3浊液滴入1.0mol·L-1 的Na2SO3溶液中,能否产生CaSO3沉淀?___________。若不能,说明原因;若能,请从定量的角度简述判断依据:___________________________________。[已知:Ksp(CaSO3)=1.4×10-7,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
(6)试设计简单的实验方案,判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级:___________。