题目内容
实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4二主要流程如下:
(1)制备MgAl2O4过程中,高温焙烧时发生反应的化学方程式 。
(2)如图所示,过滤操作中的一处错误是 。
判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是 。高温焙烧时,用于盛放固体的仪器名称是 。
(3)在25℃下,向浓度均为0.01 mol?L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式______________(已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Al(OH)3]="3×10" -34。)
(4)无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用下列装置制备。
装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是 ;F中试剂的作用是 ;用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为 _。
(5)将Mg、Cu组成的1.96g混合物投入过量稀硝酸中,充分反应后,固体完全溶解时收集到还原产物NO气体0.896L(标准状况),向反应后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液80mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为 g。
(1) 2 Al(OH)3+Mg (OH)2 = MgAl2O4 + 4H2O
(2) 漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁 AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液);坩埚
(3) Al(OH)3 Al3++ 3NH3·H2O=Al(OH)3+ 3NH4+
(4) 除去HCl;吸收水蒸气;碱石灰(或NaOH与CaO混合物)
(5) 4.00g
解析试题分析:(1)根据流程图可知:制备MgAl2O4过程中,高温焙烧时发生反应的物质为Al(OH)3和Mg (OH)2,化学方程式为2 Al(OH)3+Mg (OH)2 = MgAl2O4 + 4H2O;
(2)过滤操作的要点是“一贴”、“二低”、“三靠”,该装置的错误是漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁;由流程知沉淀表面含有的杂质离子为NH4+和Cl-,检验沉淀是否洗净,可检验最后一次洗涤液是否含有Cl-,试剂为硝酸酸化的AgNO3溶液,固体的灼烧应在坩埚中进行;
(3)根据25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Al(OH)3]="3×10" -34,当Mg2+和Al3+浓度均为0.01 mol?L-1时,生成Mg(OH)2沉淀时所需OH-最小浓度大于生成Al(OH)3沉淀时所需OH-最小浓度,故先生成Al(OH)3沉淀,离子方程式为Al3++ 3NH3·H2O=Al(OH)3+ 3NH4+
(4)本实验的目的是制备无水AlCl3。结合题给装置图可知实验原理为:2Al+3Cl22AlCl3,题给信息“无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾”,所以制备过程要防止水蒸气的干扰。装置图中A为氯气的发生装置,B用来除去氯气中的氯化氢,应加饱和NaCl溶液,C中盛放浓硫酸除氯气中的水蒸气,F装置中盛浓硫酸用于防止外界空气中的水蒸气进入反应装置,G为氯气尾气处理装置,F和G装置可用一个装有碱石灰的干燥管或U形管来代替;
(5)该小题属于计算题。分析题意知:在反应过程中Mg和Cu均失两个电子生成Mg2+和Cu2+,Mg2+和Cu2+都与两个OH-反应生成Mg(OH)2和Cu(OH)2,即Mg和Cu失电子的物质的量和结合OH-的物质的量相等,又HNO3被还原为NO,生成1molNO得3mol电子。现收集到还原产物NO气体0.896L(标准状况),0.04mol,则得电子的物质的量为0.12mol,根据上述分析和电子守恒得Mg2+和Cu2+结合OH-的物质的量为0.12mol,其质量为2.04g,根据质量守恒定律知生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀的质量为4.00g。
考点:以无机工艺流程为载体考查化学方程式的书写、化学实验和相关计算
用1-丁醇、溴化钠和较浓H2SO4混合物为原料,在实验室制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物。(已知:NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑)现设计如下装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请回答下列问题:
(1)仪器D的名称是 。
(2)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。写出该反应的化学方程式 。
(3)理论上,上述反应的生成物还可能有:丁醚、1-丁烯、溴化氢等。熄灭A处酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子,打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是 、 。
(4)在实验过程中,发现A中液体由无色逐渐变成黑色,该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为 ,可在竖直冷凝管的上端连接一个内装吸收剂碱石灰的干燥管,以免污染空气。
(5)相关有机物的数据如下:
物质 | 熔点/0C | 沸点/0C |
1-丁醇 | -89.5 | 117.3 |
1-溴丁烷 | -112.4 | 101.6 |
丁醚 | -95.3 | 142.4 |
1-丁烯 | -185.3 | -6.5 |
(6)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是 。
某同学从报刊上了解到菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐,决定用实验验证这一事实并检测草酸盐含量。进一步查阅资料得知,草酸(H2C2O4)是酸性强于醋酸的二元有机酸,还是一种还原性较强的物质,如2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,草酸钙(CaC2O4)不溶于水和醋酸,能溶于强酸:CaC2O4+2H+= H2C2O4+Ca2+。
(1)设计实验方案验证菠菜中含有草酸盐和碳酸盐,补充完成实验步骤、预期现象和结论。
限选试剂:1 mol·L-1 H2SO4、1 mol·L-1 HCl、0.1 mol·L-1 NaOH、1 mol·L-1 CaCl2、0.01 mol·L-1 KMnO4、澄清石灰水。
实验步骤 | 预期现象和结论 |
步骤1:将菠菜研磨后,浸泡、过滤得到澄清待测溶液。 | |
步骤2:调节溶液至弱碱性,滴加足量CaCl2溶液。 | 出现白色沉淀,说明菠菜中可能含有草酸盐和碳酸盐。 |
步骤3:取步骤2的沉淀于试管中, | |
步骤4: | |
(2)要准确测定菠菜中草酸盐含量,请回答有关问题:
① 操作:取m g菠菜样品,将其中草酸盐转化为CaC2O4沉淀分离出来,用盐酸溶解后,将溶液转入_________中加水配制成100mL溶液。每次用_____________移取25.00mL该溶液,用0.0100mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,平均消耗标准溶液V mL。
② 计算:菠菜中草酸盐(以C2O42-计)的质量分数为___________________。(只列式不计算。C2O42-的化学式量为88)
③ 讨论:用标准KMnO4溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、过滤得到的溶液,结果可能偏高,原因是 。