21.
某化学课外研究小组拟对一种焰火原料(由两种短周期中的常见金属元素的单质组成的合金粉末)进行探究。请完成下列探究报告。![]()
[探究目的]探究该焰火原料的组成
[资料检索]
①
Mg2+检验的方法:取2滴待检液,加入2滴2mol·L-1NaOH溶液,再加入2滴镁试剂(I)染料(对硝基苯偶氮苯二酚)。若出现沉淀并吸附镁试剂(I)染料呈天蓝色,表示待测液中含有Mg2+。注:Ag+、Cu2+、Fe3+、NH4+会妨碍Mg2+的检测
②
Mg(OH)2可溶于浓的氯化铵溶液,其他的常见不溶性碱难溶于氯化铵溶液
③
很多合金是金属互化物,有确定的化学组成。
[探究思路]①确定该焰火原料所含金属种类;②测定该火焰原料的化学式
[实验探究](1)甲同学进行了初步试验,实验步骤和实验现象如下。请填写下表。
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实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
|
①
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取少量该焰火原料, 加入冷水 |
无明显现象 |
|
|
② |
取少量该焰火原料, 加入稀盐酸 |
完全溶解,有大量气体 产生、溶液呈无色 |
|
(2)乙同学取甲同学第②组实验的溶液,加入镁试剂(I)染料,未见天蓝色物质。他得出合金中不含镁离子的结论。乙同学的结论 ,(选填“正确”或“错误”)你的理由是 。
(3)丙同学设计实验方案,确定焰火原料中的金属种类,实验记录如下
由丙同学的实验记录可知该焰火原料是由 和 两种金属组成的合金;
实验中滤液加入足量氢氧化钠溶液后需煮沸的理由是 。
(4)丁同学利用丙同学的结论,设计如下图所示的实验步骤,确定合金组成。
问题讨论:
①能确定合金组成的数据组有 (填写选项字母)。
A.m、n B. m、y C.n、y
②若合金中相对原子质量较小的金属的物质的量分数为x,
金属总物质的量为7mol,试在右图中作出y随x变化的曲线;
③当y=8.5mol时,该合金是一种金属互化物,其化学式为
。
20.硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO4·5H2O)的生产流程示意图:
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胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g/100g水)见下表。
|
温度(℃) |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
|
石膏 |
0.32 |
0.26 |
0.15 |
0.11 |
0.07 |
|
胆矾 |
32 |
44.6 |
61.8 |
83.8 |
114 |
请回答下列问题:
(1)红棕色滤渣的主要成分是 ;
(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式 ;
(3)操作I的操作温度应该控制在 ℃左右;
(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为 、洗涤、干燥;
(5)反应产物中的NO可以循环使用,试仅用一个化学方程式表示NO转化为HNO3 。
17.
某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
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|
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
|
PH |
3.2 |
5.2 |
12.4 |
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表,请回答下列问题:
(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有
(要求写出两条)。
(2)滤渣I的主要成分有 。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有 。
(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:
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①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。简述可制备Mg(ClO3)2的原因:
。
②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是:
。除去产品中该杂质的方法是:
。