题目内容
【题目】SPC(2Na2CO33H2O2具有Na2CO3和H2O2的双重性质,广泛应用于印染、医药卫生等领域。以芒硝(Na2SO410H2O)、H2O2等为原料制备SPC的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤I中_____(填“有”或“没有”)发生氧化还原反应。
(2)步骤II中会生成一种可以循环使用的物质,该物质的化学式为_____。
(3)步骤Ⅲ中需要加热,发生反应的化学方程式为______。
(4)步骤Ⅳ中,合成时需选择温度为15℃,其目的是_____,从环境保护的角度看,诙流程中存在的缺点是_______。
(5)SPC的保存方法是________。
(6)过氧化氢用催化剂催化分解时生成水和氧原子,该氧原子非常活泼,称为活性氧。称量0.1600 g样品, 置于250 mL锥形瓶中,并用100 mL 0. 5 molL-1硫酸溶解完全,立即用0.02000molL-1KMnO4标准溶液滴定,滴定至终点时溶液颜色为_____,且半分钟内不恢复为原来的颜色,进行三次平行实验,消耗KMnO4溶液的平均体积为26.56 mL。另外,在不加样品的情况下按照上述过程进行空白实验,消耗KMnO4溶液的平均体积为2.24 mL。该样品的活性氧含量为______%。
【答案】没有 Na2Cr2O7 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 温度低于15℃,反应速率慢,温度高于15℃,过氧化氢受热易分解 流程中用了铬酸钠,+6价铬有毒,易造成环境污染 低温、避光、密封保存 浅红色 12.16
【解析】
芒硝(Na2SO410H2O)、CaO中加水,再加入Na2Cr2O7,滤渣CaSO4难溶物,滤液中加入CO2,发生2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O,滤液中Na2Cr2O7可以循环使用,滤渣中含有碳酸钠、碳酸氢钠,将碳酸氢钠加热分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,加水溶解得到饱和碳酸钠,加入过氧化氢,控制温度为15℃,乙醇洗涤,干燥的SPC。
(1)步骤I中反应前后元素化合价没发生改变,没发生氧化还原反应,故答案为:没有;
(2)滤液中的主要成分可以循环使用,根据分析可得滤液中含有铬元素,且2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O,则该循环物质为:
Na2Cr2O7,故答案为:Na2Cr2O7;
(3)步骤Ⅱ中生成的碳酸氢钠溶解度较小,加热分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,故答案为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(4)温度低于15℃,反应速率慢,温度高于15℃,过氧化氢受热易分解,流程中用了铬酸钠,+6价铬有毒,易造成环境污染,故答案为:温度低于15℃,反应速率慢,温度高于15℃,过氧化氢受热易分解;流程中用了铬酸钠,+6价铬有毒,易造成环境污染;
(5)由于双氧水易分解,所以SPC应低温、避光、密封保存,故答案为:低温、避光、密封保存;
(6)滴定至终点时,KMnO4溶液稍过量,溶液呈浅红色,根据得失电子守恒,配平离子反应方程式:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++
8H2O+5O2↑,三次滴定平均消耗KMnO4溶液26.56mL,空白实验,消耗KMnO4溶液的平均体积为2.24 mL,依据关系式:
得,n(H2O2)=0.001216mol,SPC样品的活性氧含量为:,故答案为:浅红色;12.16。
【题目】FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2。有关物质的性质如下:
C6H5Cl(氯苯) | C6H4Cl2(二氯苯) | FeCl3 | FeCl2 | |
溶解性 | 不溶于水,易溶于苯、乙醇 | 不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水 | ||
熔点/℃ | -45 | 53 | 易升华 | |
沸点/℃ | 132 | 173 | ---------------------- | -------------------- |
(1)H2还原无水FeCl3制取FeCl2。有关装置如图:
①H2还原无水FeCl3制取FeCl2的化学方程式为_____。
②按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为_____。(填字母,装置可多次使用);B中盛放的试剂是_____。
③该制备装置的缺点为_____。
(2)利用反应2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按如图装置,在三颈烧瓶中放入32.5g无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在一定范围加热3h,冷却、分离提纯得到粗产品。
①仪器a的作用是_____。
②反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是_____,回收滤液中C6H5C1的操作是_____。
③反应后将锥形瓶中溶液配成250mL,量取25.00mL所配溶液,用0.40mol/L NaOH溶液滴定,终点时消耗NaOH溶液为19.60mL,则氯化铁的转化率为_____。
④为了减少实验误差,在制取无水FeCl2过程中应采取的措施有:_____(写出一点即可)。
【题目】重铬酸钾常用作有机合成的氧化剂和催化剂等。由含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)制备K2Cr2O7的流程如图所示。
已知:i.在酸性条件下,H2O2能将Cr2O72-还原为Cr3+。
ii.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Fe3+ | Cr3+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 4.9 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 6.8 |
回答下列问题:
(1)滤渣①的主要成分为_________(填化学式)。
(2)"氧化”步骤中发生反应的离子方程式为____________。
(3)“加热"操作的目的是_________。
(4)“酸化"过程中发生的反应为2CrO42- +2H+Cr2O72-+ H2O (K=4.0×1014L3·mol -3)。已知“酸化”后溶液(pH=1)中c(Cr2O72- )=6. 4×10-3 mol·L-1,则溶液中c(CrO42-)=_______。
(5)可利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2O72-催化还原,其工作原理如图所示:
在该电池中,b作______极,a极的电极反应为__________
(6)K2 Cr2O7标准溶液还可用于测定市售硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol -1)的纯度。测定步骤如下:
i.溶液配制:称取1.2400g市售硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解,完全溶解后.全部转移至100mL容量瓶中.加蒸馏水至刻度线。
ii.滴定:取0.01000 mol. L-1的K2Cr2 O7标准溶液20. 00 mL,稀硫酸酸化后加入过量KI溶液,发生反应(Cr2O72-被还原成Cr3+ ,I-被氧化成I2)。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32 - =S4O62-+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液蓝色褪去.即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为25.00mL。
①稀硫酸酸化的K2Cr2O7标准溶液与KI溶液反应的离子方程式为_________
②该市售硫代硫酸钠晶体样品的纯度为_______%(保留1位小数)。