题目内容

柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源。液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br一、SO42一、Cl一等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:

请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作②的所需的主要仪器是     。
(2)参照下图溶解度曲线,得到的固体A的主要成分是        (填化学式)。

(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:
【有关资料】

化学式
BaCO3
BaSO4
Ca(OH)2
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
8.1×10一9
1.08×10一10
1.0×10一4
3.5×10一5
1.6×10一11
 
【设计除杂过程】

a、已知试剂B是K2CO3溶液,则溶液A的主要成分是              (填化学式)。
【获取纯净氯化钾】
b、对溶液B加热并不断滴加l mol· L-1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C。该操作的目的是                            。将溶液C倒入蒸发皿中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到出现较多晶体时,停止加热。
【问题讨论】
c、进行操作⑤中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶液B中Mg2+物质的量浓度为            。

(1)分液漏斗      (2)MgSO4
(3)a、Ba(OH)2     b、除去未反应的OH-和CO32-  c、1.6×10-7mol/L     

解析试题分析:(1)加入氧化剂将Br一变为Br2,加入的CCl4作萃取剂,将溶液中的Br2提取出来,则操作①②分别是萃取、分液,所用主要仪器是分液漏斗、烧杯;(2)操作③④分别是蒸馏或分馏、趁热过滤,根据溶解度曲线,只有MgSO4的溶解度随温度升高而逐渐减小,因此固体A是MgSO4,而MgCl2、KCl固体都需要蒸发浓缩、冷却结晶才能得到;(3)溶液A的目的是除去溶液中Mg2+、SO42一,根据Ksp越小的物质越先沉淀完全,因此应选含OH-和Ba2+的物质,即需要加入过量的Ba(OH)2溶液;加入过量K2CO3溶液的目的是除去Ba2+,而过量的OH-和CO32一则需要适量盐酸除去;pH=12,则c(H+)=10—12mol/L,c(OH—)=Kw/c(H+)=10—2mol/L;悬浊液中存在如下平衡:Mg(OH)2(s)Mg2++2OH—,则Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH—),代入有关数据计算可得:c(Mg2+)= mol/L= 1.6×10—7mol/L。
考点:考查物质制备型工艺流程题,涉及混合物分离提纯的操作方法、仪器、除杂试剂的选择及目的解释、溶度积的应用和计算等考点。

练习册系列答案
相关题目

无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂,还可用于冶金、医药、照相等行业。一实验小组模仿工业方法制取氯化亚铁,设计装置如下

通过查阅相关资料可知:
①在持续高温500℃时,铁与纯净、干燥Cl2反应可生成FeCl2,在温度较低时可生成FeCl3;
②FeCl3熔沸点低,易升华。
根据以上信息回答相关的问题
(1)abc仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,请写出a容器内所发生的化学反应方程式                         。
(2)d、e盛装的药品分别是         和          ,f、g的作用是             。
(3)反应器为硬质玻璃管,纯净铁粉与氯气在500℃左右反应。
①化学反应方程式为                                    
②实验操作顺序是:组装仪器、               、装入药品、                   、               、停止加热、关闭c的活塞。
(4)实验小组记录的实验现象如下:

 
观察到的部分现象
第一次实验
反应器中有白雾、红色固体、g瓶有白雾和黄绿色气体
第二次实验
反应器中有绿色晶体,g瓶有红棕色的烟和黄绿色气体
第三次实验
反应器中有绿色晶体,g瓶有黄绿色气体
 
①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,所以得到红色固体,其原因是         。
②第二次实验,g瓶有红棕色的烟,其原因是                      。
(5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是                  ,如果需要配制约2~3mol/L的染料还原剂溶液,则无需除去,理由是                       。

高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图。

相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:

物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
—
315
—
熔点/℃
-70.0
-107.2
—
—
—
升华温度/℃
—
—
180
300
162
 
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为              ,装置A中f管的作用是                          ,其中发生反应的离子方程式为                                             。
(2)装置B中的试剂是                     。
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案
不足之处
甲
 
乙
 
 
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:                                  。
(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是           (填写元素符号)。

某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。
实验Ⅰ:制取NaClO2晶体
已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2?3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下图所示装置进行实验。

(1)装置③的作用是                         。
(2)装置②中产生ClO2的化学方程式为                           ;装置④中制备NaClO2的化学方程式为                          。
(3)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;②趁热过滤;③       ;④低于60℃干燥,得到成品。
实验Ⅱ:测定某亚氯酸钠样品的纯度。
设计如下实验方案,并进行实验:
①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2-+ 4I-+4H+ =2H2O+2I2+Cl-)。将所得混合液配成250mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用c mol?L-1 Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得平均值为V mL(已知:I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-)。
(4)达到滴定终点时的现象为                 。
(5)该样品中NaClO2的质量分数为             (用含m、c、V的代数式表示)。
(6)在滴定操作正确无误的情况下,此实验测得结果偏高,原因用离子方程式表示为
                           。

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网