题目内容
4.铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品.高岭土中含有SiO2、Al2O3和少量Fe2O3,下图是以高岭土为原料制备硫酸铝晶体和铵明矾的工艺流程.请回答下列问题:
(1)过滤操作中会使用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗.
(2)除铁过程中需要适当调高溶液的pH,则滤渣2的主要成分为Fe(OH)3(填化学式),若要检验除铁后的滤液中是否含有Fe3+,可采取的实验操作及现象为取少量除铁后的滤液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色则含Fe3+,否则不含Fe3+.
(3)实验表明,铵明矾中只含有NH4+、Al3+、SO42-等三种离子,同时含有一定数目的结晶水.某实验小组为进一步测定铵明矾的化学式,首先取9.06g铵明矾配成溶液,然后逐滴加入0.2mol/LNaOH溶液至过量,产生的沉淀质量和加入的NaOH溶液体积关系如下图所示.
2出图中BC 段对应的化学方程式Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O.
②根据上图所提供的信息,通过计算求出铵明矾的化学式.(写出计算过程)
分析 高岭土用浓硫酸溶解,Al2O3、Fe2O3反应得到Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3,SiO2不与硫酸反应,过滤得到滤渣1为SiO2,滤液中含有Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3及剩余的硫酸,结合题目分析解答.
(1)过滤操作中会使用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
(2)铁离子能和KSCN溶液反应生成血红色溶液;
(3)①沉淀减少的反应是氢氧化铝溶解在氢氧化钠溶液的反应;
②根据图象B→C可知溶解氢氧化铝沉淀求n(Al3+),A→B是NH4++OH-→NH3.H2O求n(NH4+),根据根据电荷守恒 计算出n(SO42-),根据质量守恒 计算出n(H2O),可得铵明矾的化学式.
解答 解:(1)过滤操作中会使用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,
故答案为:漏斗;
(2)滤渣2的主要成分为Fe(OH)3;铁离子能和KSCN溶液反应生成血红色溶液,所以要检验除铁后的滤液中是否含有Fe3+,应采取的实验方法为取少量除铁后的滤液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色则含Fe3+,否则不含Fe3+;,
故答案为:Fe(OH)3;取少量除铁后的滤液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色则含Fe3+,否则不含Fe3+;
(3)①沉淀减少过程(即BC段)中发生反应是氢氧化铝沉淀溶解于氢氧化钠溶液中的反应,反应的化学方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,
故答案为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;
②根据图象B→C可知溶解氢氧化铝沉淀用去100mL氢氧化钠溶液,由Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 计算出n(Al3+)=0.2mol/L×0.1L=0.02mol,A→B沉淀量不变,说明NH4++OH-→NH3.H2O,由此 计算出n(NH4+)=0.2mol/L×0.1L=0.02mol,根据电荷守恒 计算出n(SO42-)=$\frac{0.02mol+0.02mol×3}{2}$=0.04mol,根据质量守恒 计算出n(H2O)=$\frac{9.06g-0.02mol×27g/mol-0.02mol×18g/mol-0.04mol×96g/mol}{18g/mol}$=0.24mol,得n(NH4+):n(Al3+):n(SO42-):n(H2O)=0.02:0.02:0.04:0.24=1:1:2:12,所以铵明矾的化学式为NH4Al(SO4)2•12H2O,
故答案为:NH4Al(SO4)2•12H2O.
点评 本题考查物质分离和提纯,为高频考点,侧重考查学生分析能力、实验基本操作能力等,明确流程图中发生的反应及基本操作方法、物质性质是解本题关键,知道常见仪器用途,根据守恒进行计算,题目难度中等.
| 化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
| 电离平衡常数 | 1.8×10-5 | K1 4.3×10-7 K2 5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
(2)相同条件下,体积均为200mL、浓度均为0.1mol•L-1的CH3COOH(aq)和HCl(aq)分别与100mL 0.2mol•L-1NaOH溶液反应,放出热量较少的是醋酸 (填名称).
(3)下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是a>b>d>c(填序号).
a.CO32-b.ClO- c.CH3COO-d.HCO3-
(4)向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳,写出该过程中反应的离子方程式:ClO-+CO2+H2O=HCO3-+HClO.
(5)在一定温度下,有 a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸,当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌粒,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为a=b=c(填序号),反应所需时间的长短关系是a=b>c(填序号).
(6)相同条件下,体积均为10mL、c(H+)为0.01mol•L-1的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中c(H+)变化如图所示.
则HX的电离平衡常大于(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数.
A.移取20mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴酚酞;
B.用标准溶液润洗滴定管2~3次;
C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液;
D.取标准NaOH溶液注入碱式滴定管至刻度0以上2~3cm;
E.调节液面至0或0以下刻度,记下读数;
F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准NaOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度.
就此实验完成填空:
(1)正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写)ABDCEF.
(2)上述B步骤操作的目的是除去附在滴定管壁上的水,防止水稀释标准溶液.
(3)实验中用左手控制活塞,眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化,直至滴定终点.判断到达终点的现象是溶液的颜色由无色变浅红且保持半分钟内不褪色.
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表:
| 滴定 次数 | 待测溶液的体积(mL) | 0.100 0mol•L-1NaOH的体积(mL) | ||
| 滴定前刻度 | 滴定后刻度 | 溶液体积(mL) | ||
| 第一次 | 20.00 | 0.00 | 26.11 | 26.11 |
| 第二次 | 20.00 | 1.56 | 30.30 | 28.74 |
| 第三次 | 20.00 | 0.22 | 26.31 | 26.09 |
(5)用0.1000mol•L-1 NaOH溶液滴定0.1000mol•L-1盐酸,如达到滴定的终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积约为0.05mL),继续加水至50mL,所得溶液的pH等于10
(6)下列哪些操作会使测定结果偏高B、C、E(填序号).
A.锥形瓶中溶液的颜色刚刚由无色变为浅红色即停止滴定
B.碱式滴定管用蒸馏水洗净后立即注入标准液
C.滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失
D.滴定前读数正确,滴定后俯视滴定管读数
E.实验中,用待盛装的溶液润洗锥形瓶.