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。
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)。
下列实验装置或操作正确的是 ( )![]()
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| A.实验① 制取氨气 |
| B.实验② 溴水褪色证明了乙烯可以与溴发生加成反应 |
| C.实验③ 比较红磷和白磷的着火点 |
| D.实验④ 用CaC2和饱和食盐水反应制取C2H2 |
用左下图所示装置进行实验,将少量液体甲逐滴加入到固体乙中,试管中的试剂为丙,则下表中现象与结论均正确的是
| 选项 | 甲 | 乙 | 丙 | 试管中现象 | 结论 |
| A | 浓氨水 | 生石灰 | AgNO3溶液 | 无明显现象 | NH3与AgNO3溶液不反应 |
| B | 盐酸 | 碳酸钠 | BaCl2溶液 | 变浑浊 | 盐酸酸性强于碳酸 |
| C | 饱和食盐水 | 电石 | 酸性KMnO4溶液 | 紫色褪去 | 乙炔可被KMnO4氧化 |
| D | 浓硫酸 | 亚硫酸钠 | 溴水 | 橙色褪去 | SO2具有漂白性 |
某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:![]()
下列有关判断中不正确的是 ( )。
| A.溶液A和溶液B均可以是盐酸或NaOH溶液 |
| B.若溶液B选用浓硝酸,测得铜的质量分数偏大 |
| C.方案一可能产生氢气,方案二可能剩余铜 |
| D.实验室中方案Ⅱ更便于实施 |