题目内容
(12分)镧是重要的稀土元素,应用非常广泛,如应用于压电材料、催化剂等领域。
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已知:①镧是较活泼金属,在空气中易被氧化;②氢氧化镧是难溶于水的弱碱;
③
金属 | 熔点(℃) | 沸点(℃) |
钙 | 841 | 1487 |
镧 | 920 | 3470 |
(1)操作1、3是相同操作,其名称是 。
(2)操作2中要在HCl气体的氛围内加热的原因是 。
(3)电解制镧的尾气要用碱液吸收,请写出反应的离子方程式 。
(4)真空、高温过程中的反应方程式为 。
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(5)粗镧精制过程中温度控制范围 。
(6)重熔蒸馏制得的镧中仍然混有及少量的钙。某批次产品69.709g,经分析含钙0.209g,该产品的等级为 (化工产品等级标准:优级纯≥99.8﹪,分析纯≥99.7﹪,化学纯≥99.5﹪).
(1)过滤;(2)防止LaCl3水解;(3)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(4)3Ca+2LaF3
3CaF2+2La;(5)1487~3470°C;(6)分析纯
【解析】
试题分析:(1)操作1、3是相同操作,都是分离难溶性固体与液体混合物的方法,其名称是过滤。(2)从LaCl3溶液中获得LaCl3固体,由于该盐是强酸弱碱盐,容易发生水解反应,所以为了防止其水解,操作2要在HCl气体的氛围内加热。(3)2LaCl3
2La+ 3Cl2↑.在尾气中含有氯气,要用碱液吸收,该反应的离子方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;(4)根据流程图可知:在真空、高温过程中的反应方程式为3Ca+2LaF3
3CaF2+2La;(5)在粗镧中含有杂质Ca,由于Ca的沸点是1487℃,La的沸点是3470℃,所以精制过程中温度控制范围1487~3470℃;(6)在该产品中La的质量分数是{(69.709g-0.209g)÷69.709g}×100%=99.7﹪,所以属于分析纯。
考点:考查混合物的分离、盐的水解、化学方程式的书写、反应条件的选择及物质纯度的计算的知识。
(12分)氯酸钾热分解是实验室制取氧气的一种方法,某探究小组查阅资料得知,氯酸钾在不同条件下分解结果如下:
实验 | 反应体系 | 第一放热峰温度(℃) | 第二放热峰温度(℃) |
l | KC1O3 | 400(无气体放出) | 480(有少量气体放出) |
2 | KC1O3+MnO2 | 350(有大量气体放出) |
|
已知实验1在480℃时反应方程式为KClO4
KCl+2O2↑,请写出在400℃的化学反应方程式 (提示:反应中只有氯元素的化合价改变)。
该小组同学利用实验2来制取氧气时,在实验中发现生成的气体略带颜色、并有刺激性气味。
【提出问题】实验中生成的气体中除了氧气外还含有什么物质?
【查阅资料】1.二氧化氯常温下是黄色有强烈刺激性气味的气体
2.二氧化氯具有强氧化性,在溶液中能够把二价锰氧化成四价锰,使之形成不溶于水的二氧化锰(2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl—),而氯气不能。
【提出假设】假设l:含有氯气;假设2:含有二氧化氯。
【设计实验】甲同学设计实验验证假设1成立。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
将产生的气体接触湿润的淀粉碘化钾试纸 |
| 假设l正确 |
乙同学设计实验验证假设2成立。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
|
| 假设2正确 |
【思考与交流】你同意他们的实验方案吗,理由是 。
仅用下表提供的仪器和药品,就能达到相应实验目的的是
编号 | 仪器 | 药品 | 实验目的 |
A | 托盘天平(带砝码)、250mL容量瓶、量筒、烧杯、药匙、玻玻棒 | NaOH固体、蒸馏水 | 配制250mL一定物质的量浓度的NaOH溶液 |
B | 分液漏斗、锥形瓶、导管及橡皮塞 | 稀硫酸、碳酸钠、硅酸钠溶液 | 证明非金属性;S>C>Si |
C | 碱式滴定管、酸式滴定管、胶头滴管、铁架台(带铁夹)、锥形瓶 | 己知浓度的NaOH溶液、待测盐酸、蒸馏水、白纸 | 测定稀盐酸的物质的量浓度 |
D | 铁架台(带铁夹)、酒精灯、大试管、集气瓶、导管及橡皮塞 | 氯化铵 | 制取氨气 |