题目内容
(本题共16分)磷矿石的主要成分是Ca5F(PO4)3,含少量MgO、Fe2O3等杂质。工业上以磷矿石为原料制备H3PO4的常用流程如下:
已知:Ca5F(PO4)3+ 7H3PO4→5Ca (H2PO4)2+HF
(1)采用这种方法在实验室溶解磷矿石________(填“能”或“不能”)用玻璃仪器,原因是_____________________________________。
(2)操作Ⅰ的名称是___________
(3)在实验室中实现操作Ⅱ和Ⅲ所需要的玻璃仪器有_______________________,推测该萃取剂一定具有的性质是_________。
a. 该萃取剂与水互不相溶 b. 相同条件下,该萃取剂的密度比水小
c. 磷酸在该萃取剂中的溶解度很小 d. 某些磷酸二氢盐在该萃取剂中的溶解度很小
(4)采用该流程除制取磷酸外,还有__________________等副产品产生,请说出其中一种副产品的用途____________________________________。
(5)与直接用硫酸溶解磷矿石的工艺相比,该工艺的优点是____________________。
(本题共16分)(1)不能;HF会腐蚀玻璃 (2)过滤;
(3)分液漏斗、烧杯; a、d(各1分,共2分)
(4)氟化氢、石膏;(用途略,只要答出氟化氢或氢氟酸或石膏的任一用途均可)
(5)磷矿石更易溶解
【解析】(1)由于HF会腐蚀玻璃能腐蚀玻璃,所以不能用玻璃仪器。
(2)从溶液中分离出固体的方法是过滤,所以得到石膏的方法是过滤。
(3)萃取的主要玻璃仪器是分液漏斗和烧杯;萃取剂应该满足的体积是和原溶剂不互溶,且被萃取的物质在该萃取剂者的溶解度大于原溶剂中的溶解度,所以答案选ad。
(4)根据流程图可知,所得副产品是氟化氢和石膏。氟化氢可用于雕刻玻璃,石膏可用于工业建筑等。
(5)根据流程图及原理可知,该工艺的优点是磷矿石更易溶解。
(本题共16分)某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
[实验设计]
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有: 。
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:
①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________,b为___________,c为___________,d为___________。(填序号)
[探究思考]实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
资料名称 |
物理性质描述 |
化学性质描述 |
《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637 |
白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 |
与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花 |
《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637 |
白色沉淀 |
此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8 |
《普通化学教程》(下册)P788 |
白色 |
能强烈吸收O2,迅速变成棕色Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe2+、Fe3+。 |
阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:__________ ;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成__________________。
(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势。
加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于___________(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于___________(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_______________。
(3)欢迎你参加该研究小组的讨论,请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路。 。