题目内容
【题目】有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如下实验,通过测量反应前后C、D装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。
(1)加热前通入氮气的目的是__________,操作方法为_______________。
(2)装置A、C、D中盛放的试剂分别为A_____,C_____,D_____。
(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl的含量将_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”,下同);若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,则测定结果中NaHCO3的含量将_____;若撤去E装置,则测得Na2CO3·10H2O的含量将_____。
(4)若样品质量为wg,反应后C、D增加的质量分别为m1g、m2g,由此可知混合物中NaHCO3的质量分数为_______(用含w、m1、m2的代数式表示)
【答案】 除去装置中的水蒸气和二氧化碳 关闭b,打开a,缓缓通入氮气,直至a处出来的气体不再使澄清石灰水变浑浊为止 碱石灰 无水CaCl2或P2O5 碱石灰 偏低 无影响 偏低
【解析】(1)本实验中需要分别测定反应生成的二氧化碳和水的质量,所以实验前必须将装置中的水蒸气和二氧化碳赶走,避免影响测定结果;操作方法为:关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止。(2)装置A用于吸收空气中的二氧化碳和水,可以使用碱石灰;装置C吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气,可以使用无水硫酸铜;装置D吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳,可以用碱石灰;(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则m(H2O)增加,使Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高,NaCl的含量偏低;若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,测定碳酸钠的质量是根据装置D中质量变化计算的,与水蒸气的量无关,则测定结果中NaHCO3的含量不变; E中碱石灰可防止外界空气中的H2O(g)、CO2进入装置D,若撤去E装置,则测定的碳酸氢钠的质量偏大,碳酸氢钠分解生成水的质量偏高,而Na2CO3·10H2O的测定是根据生成水的总质量计算的,则测得Na2CO3·10H2O的含量将偏低;(4)若样品质量为wg,反应后C、D增加的质量分别为m1g、m2g,则碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的质量为m2g,
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
168 44
m(NaHCO3) m2g
m(NaHCO3)=168×m2g/44=42m2/11g,混合物中NaHCO3的质量分数为:42m2/(11g×mg)×100%=
【题目】I、三氧化二镍(Ni2O3)是一种灰黑色无气味有光泽的块状物,易碎成细粉末,常用于制造高能电池。工业上以金属镍废料生产NiCl2,继而生产Ni2O3的工艺流程如下:
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.1 | 6.5 | 3.5 | 7.1 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.7 | 4.7 | 9.2 |
(1)①为了提高金属镍废料浸出的速率,在“酸浸”时可采取的措施有:适当升高温度,搅拌,______等。
②酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+等。在沉镍前,需加Na2CO3控制溶液pH范围为______。
(2)“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为______。
(3)工业上用镍为阳极,电解0.05 ~ 0.1 mol·L-1 NiCl2 溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉。当其它条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如下图所示,则NH4Cl的浓度最好控制为______。
II、煤制天然气的工艺流程简图如下:
(4)已知反应I:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+135 kJ·mol-1,通入的氧气会与部分碳发生燃烧反应。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的作用:______。
(5)①甲烷化反应IV发生之前需要进行脱酸反应III。煤经反应I和II后的气体中含有两种酸性气体,分别是H2S和_____。
②工业上常用热碳酸钾溶液脱除H2S气体得到两种酸式盐,该反应的离子方程式是____。
(6)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1.2 mol CH4(g)和4.8 mol CO2(g),发生反应:CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g) ΔH>0。实验测得,反应吸收的能量和甲烷的体积分数随时间变化的曲线图像如右图。计算该条件下,此反应的H=______。