【題目】某研究小組利用海水提取粗鹽后得到的苦鹵(含Mg2+、Ca2+、Br-等離子的溶液)提取Br2并制備含鎂化合物。部分工藝流程設(shè)計如下:
回答下列問題:
(1)步驟I中用硫酸酸化可抑制氯氣與水的反應(yīng),原因是____(結(jié)合離子方程式回答)。
(2)工業(yè)上常用Na2CO3法或SO2法實現(xiàn)含Br2混合氣到液溴的轉(zhuǎn)化,流程如下:
Na2CO3法:
SO2法:
① Na2CO3法中步驟Ⅲ的反應(yīng)有氣體生成,離子方程式為______。步驟V中蒸餾時蒸氣出口溫度通?刂圃65-75℃,若溫度過低,溴蒸出不充分;若溫度過高,則會導(dǎo)致液溴中混有較多的____________。
② SO2法對比Na2CO3法的缺點是__________(答出一條即可)。
(3)提溴后所得含Mg2+、Ca2+的溶液可設(shè)計如下流程制各堿式碳酸鎂[Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O]和無水氯化鎂:
① 步驟Ⅷ的化學(xué)方程式為_________。
② 若步驟X中生成的CO與CO2物質(zhì)的量之比為3:1,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。
③25℃,步驟Ⅵ生成Mg(OH)2沉淀后,若溶液中殘留的Mg2+濃度為l.8×10-6mol/L 。則溶液的pH為________;此pH下,欲使Mg(OH)2沉淀中不含Ca(OH)2,則溶液中c(Ca2+)不能大于____(已知:25℃時,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Ca(OH)2]=5.5×10-6)
【答案】 溶液c(H+)增大,Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡逆移,從而抑制氯氣與水的反應(yīng) 3CO32-+3Br2=5Br-+BrO3-+3CO2↑ 水 SO2和Cl2有毒,可能導(dǎo)致環(huán)境污染 5Mg(HCO3)2Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O↓+6CO2↑ 5MgO+5Cl2+4C5MgCl2+3CO+CO2 11.5 0.55mol/L
【解析】(1)因Cl2+H2OH++Cl-+HClO,當溶液c(H+)增大,平衡逆移,從而抑制氯氣與水的反應(yīng),故步驟I中用硫酸酸化時大致抑制氯氣與水的反應(yīng)的目的;
(2)①用Na2CO3溶液吸收含Br2的混合氣體,生成Br-、BrO3-的同時,反應(yīng)有CO2氣體生成,根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒得此反應(yīng)的離子方程式為3CO32-+3Br2=5Br-+BrO3-+3CO2↑;溴易揮發(fā),含溴的水溶液中通蒸氣可促進溴蒸發(fā),但溫度過高,水也易蒸發(fā)出,導(dǎo)致液溴中仍混有一定量的水;
②對比Na2CO3法 ,SO2法使用的SO2和Cl2有毒,可能導(dǎo)致環(huán)境污染;
(3)① 步驟Ⅷ將Mg(HCO3)2溶液加熱得到堿式碳酸鎂[Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O],結(jié)合原子守恒,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Mg(HCO3)2Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O↓+6CO2↑;
② 步驟X高溫加熱MgO、Cl2及C的混合物,生成的CO與CO2物質(zhì)的量之比為3:1,同時得到MgCl2,反應(yīng)中氯氣是氧化劑,碳是還原劑,根據(jù)電子守恒及原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式5MgO+5Cl2+4C5MgCl2+3CO+CO2 ;
③已知:25℃時,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH-)=1.8×10-11,則c(OH-)=mol/L=1×10-2.5mol/L,此時溶液的pH為14-2.5=11.5;Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×c2(OH-)=5.5×10-6,c(Ca2+)= = 0.55mol/L。
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【題目】某份鐵鋁合金樣品均分為兩份,一份加入足量鹽酸,另一份加入足量NaOH溶液,同溫同壓下產(chǎn)生的氣體體積比為3∶2,則樣品中鐵、鋁物質(zhì)的量之比為( )
A.3∶2 B.2∶1
C.3∶4 D.4∶3
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【題目】用電解尿素[CO(NH3)2]的堿性溶液制氫氣的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是
A. 為增強導(dǎo)電性,可用金屬銅作陽極
B. 電解過程中陰、陽極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為3:1
C. 陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-=H2+2OH-
D. 陽極的電極反應(yīng)式為:CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO32-+N2+6H2O
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【題目】己知: Fe3O4能與高濃度鹽酸反應(yīng),與低濃度鹽酸不反應(yīng)。某研究性學(xué)習小組通過實驗探究,欲確定某地所產(chǎn)青磚中是否含有FeO、Fe3O4和Fe2O3, 并測定青磚中鐵元素的質(zhì)量分數(shù);卮鹣铝袉栴}:
(一)實驗準備
(l)本實驗探究部分需在無氧環(huán)境下進行,故配制溶液的蒸餾水常用_____法除去溶解氧。該實驗所用試管中均需充滿CO2,請選用下列裝置制取干燥純凈的CO2氣體,連接順序為:
a_____h、i(后續(xù)裝置略去)。
(二)探究青磚中是否含有Fe3O4和Fe2O3
組別 步驟及現(xiàn)象 | 第一組 | 第二組 | 第三組 |
步驟一 | 取試管l 、2 、3①分別加入2g青磚細粉②分別通入CO2氣體至充滿,用戶塞子塞緊 | ||
步驟二 | 向試管1中注入10mL 3 mol/L鹽酸,充分振蕩 | 向試管2中注入10mL 6 mol/L鹽酸,充分振蕩 | 向試管3中注入10mL 12 mol/L鹽酸,充分振蕩 |
步驟三 | 取試管1、2、3中的上層清液各1mL于另三支試管中,再分別注入0.2mL相同濃度的KSCN溶液,振蕩 | ||
步驟三的實驗現(xiàn)象 | 溶液變紅 且第一、二兩組溶液顏色深淺相同 | 溶液變紅 且較第一、二兩組顏色更深 |
(2)步驟二中,若不取下試管上的塞子,又不因鹽酸加入導(dǎo)致試管內(nèi)壓強增大,使用注射器實現(xiàn)上述目的的操作方法為__________。
(3)Fe3O4與高濃度鹽酸反應(yīng)的離子方程式為________。
(4)用離子方程式表示溶液變紅的原因__________。
(5)根據(jù)上述現(xiàn)象,可初步得出該青磚樣品中所含鐵的氧化物為________(填化學(xué)式)
(三)探究青磚中是否含有FeO
(6)另取一支充滿CO2氣體的試管,注入1mL上述試管1的上層清液和數(shù)滴K3[Fe(CN)6]溶液,若實驗現(xiàn)象為_______,說明青磚中含有FeO。
(四)青磚樣品中鐵元素質(zhì)量分數(shù)的測定
稱取m1g 青磚細粉,用足量12mol/L鹽酸充分溶解、過濾、洗滌(第一次)。將濾液(包括洗滌濾渣后的溶液)依次與足量的新制氯水、氫氧化鈉溶液充分反應(yīng),過濾、洗滌(第二次),將沉淀灼燒至恒重,冷卻后稱得殘留固體質(zhì)量為m2g。
(7)若青磚中其它成分對實驗無影響,則測得鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為____(填含m1、m2的表達式);該實驗若未進行第一次洗滌,則測得鐵元素的質(zhì)量分數(shù)______(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
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【題目】下列反應(yīng)中屬于消去反應(yīng)的是
A. 溴乙烷與NaOH水溶液混合加熱
B. 一氯甲烷與KOH的乙醇溶液混合加熱
C. 氯苯與NaOH水溶液混合加熱
D. 2-溴丙烷與KOH的乙醇溶液混合加熱
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【題目】關(guān)于化石燃料與有機化合物,下列說法正確的是( )
A. 天然氣的主要成分有甲烷和乙烯
B. 乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標志
C. 石油的分餾、裂化、裂解都是化學(xué)變化
D. 石油裂化的目的是為了提高乙烯的產(chǎn)量
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【題目】在花瓶中插上一束美麗的鮮花,將會給你緊張而又忙碌的學(xué)習、生活帶來輕松和愉悅的心情?墒沁^不了幾天,花兒就會枯萎。如果在花瓶中加入“鮮花保鮮劑”,就會延長鮮花的壽命。下表是1L“鮮花保鮮劑”中含有的成分,閱讀后回答下列問題:
成 分 | 質(zhì) 量(g) | 摩爾質(zhì)量(g/mol) |
蔗糖 | 50.00 | 342 |
硫酸鉀 | 0.50 | 174 |
阿司匹林 | 0.35 | 180 |
高錳酸鉀 | 0.50 | 158 |
硝酸銀 | 0.04 | 170 |
(1)下列“鮮花保鮮劑”的成分中,屬于非電解質(zhì)的是_________(填字母)。
A.蔗糖 B.硫酸鉀 C.高錳酸鉀 D.硝酸銀
(2)“鮮花保鮮劑”中的K+的物質(zhì)的量濃度約為_________(阿司匹林中不含K+)。
(3)配制上述1L“鮮花保鮮劑”所需的儀器有:量筒、燒杯、玻璃棒、托盤天平、藥匙、___________________。(填所缺儀器的名稱)。
(4)在溶液配制過程中,下列操作對配制結(jié)果沒有影響的是______(填字母)。
A.定容用膠頭滴管加水時,仰視觀察溶液凹液面與容量瓶刻度線相切
B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸餾水
C.容量瓶在使用前剛剛配制完一定物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液而未洗凈
D.定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于容量瓶的刻度線,但未做任何處理
(5)實驗室用固體加熱制氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為:___________________________。
(6)若將收集到的氨氣溶于水配成100 mL的溶液,所得氨水中NH3物質(zhì)量濃度(不考慮NH3與H2O的反應(yīng))為0.3 mol·L-1,則需要氨氣的體積為________mL(標準狀況)。
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【題目】Ⅰ (1)下列實驗操作或敘述正確的是_________(填字母)
A.向飽和苯酚鈉溶液中,不斷通入足量二氧化碳氣體,溶液最終呈渾濁
B.用金屬鈉檢驗無水乙醇中含有的少量水
C.在催化劑存在的條件下,苯和溴水發(fā)生反應(yīng)可生成無色比水重的液體溴苯
D.向苯酚濃溶液中滴入少量濃溴水可觀察到白色的三溴苯酚沉淀
E.只用水就能鑒別苯、硝基苯、乙醇
F.將10滴溴乙烷加入1mL10%的燒堿溶液中加熱片刻后,再滴加2滴2%的硝酸銀溶液,以檢驗水解生成的溴離子
G.將銅絲彎成螺旋狀,在酒精燈上加熱變黑后,立即伸入盛有無水乙醇的試管中,完成乙醇氧化為乙醛的實驗
H.甲醛與苯酚制取酚醛樹脂的反應(yīng)屬于縮聚反應(yīng)
I.在蔗糖的水解液中加新制Cu(OH)2懸濁液,有磚紅色沉淀生成
Ⅱ. 1—乙氧基萘常用作香料,也可合成其他香料。實驗室制備1—乙氧基萘的過程如下:
已知:1—苯酚的性質(zhì)與苯酚相似,有難聞的苯酚氣味。相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下:
物質(zhì) | 相對分子質(zhì)量 | 狀態(tài) | 熔點 (℃) | 沸點 (℃) | 溶解度 | |
水 | 乙醇 | |||||
1-萘酚 | 144 | 無色或黃色菱形結(jié)晶或粉末 | 96℃ | 278℃ | 微溶于水 | 易溶于乙醇 |
1-乙氧基萘 | 172 | 無色液體 | 5.5℃ | 267℃ | 不溶于水 | 易溶于乙醇 |
乙醇 | 46 | 無色液體 | -114.1℃ | 78.5℃ | 任意比混溶 |
(1) 將72g1-萘酚溶于100mL無水乙醇中,加入5mL濃硫酸混合。將混合液置于如圖所示的容器中加熱充分反應(yīng)(加熱裝置和其它加持裝置未畫出)。實驗中使用過量乙醇的原因是____________________。
(2)裝置a的作用是________________。
(3)反應(yīng)結(jié)束,將三頸燒瓶中的液體倒入冷水中,經(jīng)處理得到有機層。為提純產(chǎn)物有以下四步操作:①蒸餾;
A.③②④① B.①②③④ C.②①③④
(4)蒸餾時應(yīng)該選擇_________(選填編號),操作中應(yīng)控制的關(guān)鍵實驗條件為________________。
(5)實驗測得1-乙氧基萘的產(chǎn)量與反應(yīng)時間、溫度的變化如圖所示,時間延長、溫度升高,1-乙氧基萘的產(chǎn)量下降的原因是____________________。
(6)用金屬鈉可檢驗1—乙氧基萘是否純凈,簡述實驗現(xiàn)象與結(jié)論:_______________。
(7)提純的產(chǎn)品經(jīng)測定為73.1g,本實驗中1—乙氧基萘的產(chǎn)率為________________。
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