题目内容
【题目】下图所示装置可用于二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取相应的产物,并利用产物进行后续实验,请填写下列空白:
(1)写出二氧化锰与浓盐酸反应的化学方程式_____________________。
(2)洗气瓶B中放有饱和食盐水、洗气瓶C是为了干燥所制得的气体,在洗气瓶D中放有石灰乳,则B装置的作用是:_________;C瓶中盛装的试剂是______ ;D瓶中发生的化学反应方程式是__________ ,工业上据此反应原理制备__________。
(3)在A装置的反应中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为:_______。
(4)若反应中制得的气体标准状况下体积为8.96L,则参与氧化还原反应的还原剂的物质的量是_____________。
【答案】4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O . 除去氯气中的氯化氢杂质 浓硫酸 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 漂白粉 1:2 0.8 mol.
【解析】
(1)二氧化锰和浓盐酸反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)生成的氯气中含有杂质氯化氢和水蒸气,通过饱和食盐水除去氯气中的氯化氢杂质,通过浓硫酸除去水蒸气,工业上据此反应原理制备漂白粉;
(3)根据化合价进行分析,判断氧化剂和还原剂;
(4)根据参与氧化还原反应的盐酸的物质的量是氯气的2倍。
(1)二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)洗气瓶B中放有饱和食盐水,B装置的作用是除去氯气中的氯化氢杂质;洗气瓶C是为了干燥所制得的气体,且氯气为酸性气体,则C瓶中盛装的试剂是浓硫酸;在洗气瓶D中放有石灰乳,氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,工业上据此反应原理制备漂白粉,故答案为:除去氯气中的氯化氢杂质,浓硫酸,2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉。
(3)反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,MnO2中Mn元素的化合价降低,作氧化剂,HCl中只有一半的Cl元素的化合价升高,作还原剂,所以参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2,故答案为:1:2。
(4)盐酸参加氧化还原反应生成氯气,根据氯元素守恒参与氧化还原反应的盐酸的物质的量是氯气的2倍,所以则参与氧化还原反应的还原剂的物质的量是8.96L÷22.4L/mol×2=0.8mol,故答案为:0.8mol。
【题目】锶有“金属味精”之称。以天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3、MgO杂质)生产氢氧化锶的工艺如下:
已知氢氧化锶在水中的溶解度:
温度(℃) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 90 | 100 |
溶解度(g/100mL) | 0.91 | 1.25 | 1.77 | 2.64 | 3.95 | 8.42 | 20.2 | 44.5 | 91.2 |
(1)隔绝空气焙烧时SrSO4只被还原成SrS,化学方程式为____。
(2)“除杂”方法:将溶液升温至95℃,加NaOH溶液调节pH为12。
①95℃时水的离子积KW=1.0×10-12,Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-10,则溶液中c(Mg2+)=____。
②若pH过大,将导致氢氧化锶的产率降低,请解释原因____。
(3)“趁热过滤”的目的是____,“滤渣”的主要成分为___。
(4)从趁热过滤后的滤液中得到Sr(OH)2产品的步骤为____、过滤、洗涤、干燥。
(5)“脱硫”方法:用FeCl3溶液吸收酸浸产生的气体,吸收时的氧化产物为___(填化学式);再用石墨电极电解吸收液,电解后可在“脱硫”中循环利用的物质是__。
【题目】工业上用含三价钒(V2O3)为主的某石煤为原料(含有Al2O3、CaO等杂质),钙化法焙烧制备V2O5,其流程如下:
【资料】:+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系:
pH | 4~6 | 6~8 | 8~10 | 10~12 |
主要离子 | VO2+ | VO3 | V2O74 | VO43 |
(1)焙烧:向石煤中加生石灰焙烧,将V2O3转化为Ca(VO3)2的化学方程式是______。
(2)酸浸: ① Ca(VO3)2难溶于水,可溶于盐酸。若焙砂酸浸时溶液的pH=4,Ca(VO3)2溶于盐酸的离子方程式是______。
② 酸度对钒和铝的溶解量的影响如图所示:酸浸时溶液的酸度控制在大约3.2%,根据如图推测,酸浸时不选择更高酸度的原因是______。
(3)转沉:将浸出液中的钒转化为NH4VO3固体,其流程如下:
① 浸出液中加入石灰乳的作用是______。
② 已知CaCO3的溶解度小于Ca3(VO4)2。向Ca3(VO4)2沉淀中加入(NH4)2CO3溶液,可使钒从沉淀中溶出。结合化学用语,用平衡移动原理解释其原因:______。
③ 向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液,控制溶液的pH=7.5。当pH>8时,NH4VO3的产量明显降低,原因是______。
(4)测定产品中V2O5的纯度:
称取a g产品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液。再加入b1 mL c1 mol·L1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(VO2+ + 2H+ + Fe2+ == VO2+ + Fe3+ + H2O)。最后用c2 mol·L1 KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点,消耗KMnO4溶液的体积为b2 mL。已知 MnO4被还原为Mn2+,假设杂质不参与反应。则产品中V2O5的质量分数是______。(V2O5的摩尔质量:182 g·mol1)