4.某工廠的廢渣中含NaCl、Mg ( OH)2、CaCO3、BaCO3等,為實(shí)現(xiàn)變廢為寶,設(shè)計(jì)了以下工藝流程制備七水硫酸鎂.
在廢渣中加入過量的稀硫酸,控制 pH為5.0,溫度在52℃左右,用攪拌器持續(xù)攪拌.
(1)攪拌的作用是為使反應(yīng)充分進(jìn)行,其化學(xué)原理為使Mg(OH)2、BaCO3轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,且攪拌過程中CO2不斷逸出,使平衡CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2CO3右移;
(2)經(jīng)過分析,過濾所得濾液中含有的離子的主要為 Na+、Mg2+、H+、SO42-、Cl-,為了除去H+,最好加入適量的MgO、MgCO3或Mg(OH)2 (填化學(xué)式).
(3)蒸發(fā)濃縮器的溶液中主要含有氯化鈉和硫酸鎂,通入高溫水蒸汽并控制溫度在100~110℃,蒸發(fā)濃縮結(jié)晶,此時(shí)析出的晶體主要是氯化鈉,說明此溫度下硫酸鎂的溶解度比氯化鈉大 (“大”或“小”). 結(jié)晶槽中硫酸鎂結(jié)晶的方法為冷卻結(jié)晶.
(4)為了檢驗(yàn)所得 MgSO4•7H2O 是否純凈,具體的操作為用洗凈的鉑絲蘸取洗凈槽中的最后清液,在酒精燈上灼燒,如果顯黃色,則所得MgSO4•7H2O不純凈,如果不顯黃色,則所得MgSO4•7H2O純凈.

分析 某工廠的廢渣中含NaCl、Mg ( OH)2、CaCO3、BaCO3等,加入過量的稀硫酸溶解NaCl、Mg(OH)2、CaCO3溶于硫酸生成硫酸鈣和硫酸鎂,過濾后得濾渣為BaSO4、SiO2,對(duì)濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,使部分氯化鈉析出,過濾后將濾液冷卻結(jié)晶使硫酸鎂晶體析出,再經(jīng)過濾、洗滌、干燥可得MgSO4•7H2O,
(1)實(shí)驗(yàn)過程中攪拌可使二氧碳析出,促使碳酸鈣轉(zhuǎn)化為硫酸鈣;
(2)除去濾液中含有H+,要不引入新的雜質(zhì),據(jù)此選擇;
(3)根據(jù)溶液中溶解度小的物質(zhì)先析出判斷,因?yàn)榱蛩徭V晶體中含有結(jié)晶水,所以要從溶液中獲得硫酸鎂晶體可以用降溫結(jié)晶的方法;
(4)所得 MgSO4•7H2O 如果不純,可能含有的雜質(zhì)為氯化鈉,所以可以通過檢驗(yàn)鈉離子的方法判斷MgSO4•7H2O 是否純凈.

解答 解:(1)在廢渣中加入過量的稀硫酸,發(fā)生反應(yīng)CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2CO3,攪拌可使 Mg(OH)2、BaCO3轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,且攪拌過程中CO2不斷逸出,使平衡CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2CO3右移,
故答案為:使 Mg(OH)2、BaCO3轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,且攪拌過程中CO2不斷逸出,使平衡CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2CO3右移;
(2)除去濾液中含有H+,要不引入新的雜質(zhì),所以可以加入MgO、MgCO3或Mg(OH)2
故答案為:MgO、MgCO3或Mg(OH)2;
(3)根據(jù)溶液中溶解度小的物質(zhì)先析出,所以此溫度下硫酸鎂的溶解度比氯化鈉大,因?yàn)榱蛩徭V晶體中含有結(jié)晶水,所以要從溶液中獲得硫酸鎂晶體可以用冷卻結(jié)晶的方法,
故答案為:大;冷卻結(jié)晶;
(4)所得 MgSO4•7H2O 如果不純,可能含有的雜質(zhì)為氯化鈉,所以可以通過檢驗(yàn)鈉離子的方法判斷MgSO4•7H2O 是否純凈,其操作為用洗凈的鉑絲蘸取洗凈槽中的最后清液,在酒精燈上灼燒,如果顯黃色,則所得MgSO4•7H2O不純凈,如果不顯黃色,則所得MgSO4•7H2O純凈,
故答案為:用洗凈的鉑絲蘸取洗凈槽中的最后清液,在酒精燈上灼燒,如果顯黃色,則所得MgSO4•7H2O不純凈,如果不顯黃色,則所得MgSO4•7H2O純凈.

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn),是一道物質(zhì)的分離和提純的方法和基本操作的綜合應(yīng)用題,充分考查學(xué)生的分析、理解能力,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.某學(xué)生發(fā)現(xiàn)某試劑瓶中的溶液有渾濁物,用如圖所示操作進(jìn)行,此操作中錯(cuò)誤的地方有( 。
A.1處B.2處C.3處D.4處

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列離子方程式表達(dá)正確的是( 。
A.向Al2(SO43溶液中加入過量氨水:Al3++4NH3•H2O═AlO2-+4NH4++2H2O
B.向漂白粉稀溶液中通入過量CO2:ClO-+CO2+H2O═HClO+HCO3-
C.向NH4Al(SO42溶液中滴加Ba(OH)2溶液使SO42-完全沉淀:NH4++Al3++SO42-+Ba2++4OH-═NH3•H2O+Al(OH)3↓+BaSO4
D.酸性溶液中KIO3與KI反應(yīng):I-+IO3-+6H+═I2+3H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.硝酸銨鈣晶體[5Ca(NO32•NH4NO3•10H2O]極易溶于水,是一種綠色的復(fù)合肥料.
(1)硝酸銨鈣晶體的溶液顯酸性,原因是NH4++H2O?NH3•H2O+H+(用離子方程式表示).
(2)已知磷酸鈣是一種難溶物,常溫下,其Ksp=2.0×10-33,$\sqrt{2}$≈1.414.工業(yè)上生產(chǎn)硝酸銨鈣的方法是以硝酸浸取磷礦石得到的粗硝酸鈣(含硝酸鈣、磷酸鈣及硝酸)為原料制備,其生產(chǎn)流程如下:

①在粗硝酸鈣濁液中,c(Ca2+)≈0.1mol/L,則其中c(PO43-)約為1.414×10-15mol/L.
②加入適量的碳酸鈣后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O.
③硝酸銨是一種易分解的物質(zhì),保存和利用時(shí),需控制在較低溫度.230~400℃時(shí),它會(huì)分解成空氣中含量最大的兩種氣體,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4NO3$\frac{\underline{\;230~400℃\;}}{\;}$2N2↑+O2↑+4H2O.
(3)生產(chǎn)硝酸銨鈣工廠的廢水中常含有硝酸銨,凈化方法有反硝化凈化法和電解法.
①NO3-在酸性條件下可轉(zhuǎn)化為N2,該反硝化方法可用半反應(yīng)(同電極反應(yīng)式)表示2NO3-+10e-+12H+═6H2O+N2↑.
②目前常用電解法凈化,工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過);

Ⅰ.陽極的電極反應(yīng)為2H2O-4e-═4H++O2↑,
Ⅰ室可回收的產(chǎn)品為硝酸(填名稱).
Ⅱ.Ⅲ室可回收到氨氣,請(qǐng)結(jié)合方程式和文字解  釋其原因電解時(shí)Ⅲ室氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)(或2H++2e-=H2),使堿性增強(qiáng),同時(shí)NH4+通過陽離子膜進(jìn)入III室,發(fā)生反應(yīng):NH4++OH-=NH3+H2O,生成氨氣.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.碳酸鈉的用途很廣,可用做冶金、紡織、漂染等工業(yè)的基本原料.請(qǐng)根據(jù)題意回答下列問題:
Ⅰ.世界最早工業(yè)生產(chǎn)碳酸鈉的方法是路布蘭(N.Leblanc)法.其流程如下:

(1)流程I的另一產(chǎn)物是HCl,流程Ⅱ的反應(yīng)分步進(jìn)行:a.Na2SO4+4C $\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$Na2S+4CO↑;
b.Na2S與石灰石發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),總反應(yīng)方程式可表示為Na2SO4+4C+CaCO3$\frac{\underline{\;1000℃\;}}{\;}$Na2CO3+CaS+4CO↑.
Ⅱ.1862年,比利時(shí)人索爾維(Ernest Solvay)用氨堿法生產(chǎn)碳酸鈉.反應(yīng)原理如下:

20℃時(shí)一些物質(zhì)在水中的溶解度/g•(100gH2O)-1
NaClNH4ClNaHCO3NH4HCO3Na2CO3
35.937.29.621.721.5
(2)氨堿法生成純堿的原料是食鹽、水、氨氣和CO2,可循環(huán)利用的物質(zhì)有CaO、CO2、NH4Cl、NH3
(3)飽和NaCl溶液通NH3和CO2能生成NaHCO3的原因有:反應(yīng)體系中NaHCO3溶解度最小、反應(yīng)消耗水、NaHCO3相對(duì)分子質(zhì)量最大.
Ⅲ.我國化工專家侯德榜研究出聯(lián)合制堿法,其反應(yīng)原理和氨堿法類似,但將制氨和制堿聯(lián)合,提高了原料利用率.
(4)生產(chǎn)中需向分離出NaHCO3后所得的溶液中加入NaCl固體并通入NH3,在0~10℃(填溫度范圍)下析出NH4Cl.(填化學(xué)式)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.某探究小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置(夾持、加熱儀器略),模擬工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行制備三氯乙醛(CCl3CHO)的實(shí)驗(yàn).查閱資料,有關(guān)信息如下:

①制備反應(yīng)原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl,可能發(fā)生的副反應(yīng):C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O;CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量及部分物理性質(zhì):
  C2H5OH CCl3CHO CCl3COOH C2H5Cl
 相對(duì)分子質(zhì)量 46 147.5 163.5 64.5
 熔點(diǎn)/℃-114.1-57.5 58-138.7
 沸點(diǎn)/℃ 78.3 97.8 198 12.3
 溶解性 與水互溶 可溶于水,乙醇 可溶于水,乙醇,三氯乙醛 微溶于水,可溶于乙醇
(1)儀器a的名稱是恒壓分液漏斗,球形冷凝管的水流方向是下口進(jìn)上口出.
(2)裝置B中的試劑是飽和食鹽水,若撤去裝置B,可能導(dǎo)致裝置D中副產(chǎn)物CCl3COOH、C2H5Cl(填化學(xué)式)的量增加.
(3)寫出E中所有可能發(fā)生的無機(jī)反應(yīng)的離子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O、H++OH-=H2O.
(4)反應(yīng)結(jié)束后,有人提出先將D中的混合物冷卻到室溫,再用過濾的方法分離出CCl3COOH.你認(rèn)為此方案是否可行及其原因不可行,三氯乙酸可溶于乙醇、三氯乙醛.
(5)測(cè)定產(chǎn)品純度:稱取產(chǎn)品0.40g配成待測(cè)溶液,加入0.1000mol•L-1碘標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL,再加入適量Na2CO3溶液,反應(yīng)完全后,加鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH,立即用0.02000mol/LNa2S2O3溶液滴定至終點(diǎn).進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn),測(cè)得消耗Na2S2O3溶液20.00mL.則產(chǎn)品的純度為66.4%.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
滴定的反應(yīng)原理:CCl3CHO+OH-=CHCl3+HCOO-;HCOO-+I2=H++2I-+CO2↑;I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
(6)為證明三氯乙酸的酸性比乙酸強(qiáng),某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了以下三種方案,你認(rèn)為能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茿BC
A.分別測(cè)定0.1mol/L兩種酸溶液的pH,三氯乙酸的pH較小
B.用儀器測(cè)量濃度均為0.1mol/L的三氯乙酸和乙酸溶液的導(dǎo)電性,測(cè)得乙酸溶液的導(dǎo)電性弱
C.測(cè)定等物質(zhì)的量濃度的兩種酸的鈉鹽溶液的pH,乙酸鈉溶液的pH較大.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.用硝酸氧化淀粉水解的產(chǎn)物(C6H12O6)可制得少量草酸,
裝置如圖A所示(加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去):
已知硝酸氧化淀粉水解液過程中可發(fā)生下列反應(yīng):
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O
實(shí)驗(yàn)過程如下:

①將1:1的淀粉水乳液與少許硫酸(98%)加入燒杯中,
水浴加熱至85℃~90℃,保持30min,然后逐漸將溫度降至60℃左右;
②將一定量的淀粉水解液加入容器X中;
③控制反應(yīng)液溫度在55~60℃條件下,邊攪拌邊緩慢滴加一定量含有適量催化劑的混酸(65%HNO3與98%H2SO4的質(zhì)量比為2:1.5)溶液;
④反應(yīng)3h左右,冷卻,減壓過濾后再重結(jié)晶得草酸晶體.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)容器X的名稱:三頸燒瓶.
(2)冷凝管水的進(jìn)口是a(填a或b);冷凝管冷凝回流的主要物質(zhì)是硝酸.
(3)實(shí)驗(yàn)中若混酸滴加過快,將導(dǎo)致草酸產(chǎn)量下降,其原因是由于溫度過高、硝酸濃度過大,導(dǎo)致C6H12O6和H2C2O4進(jìn)一步被氧化.
(4)該裝置最大的一個(gè)缺點(diǎn)是缺少尾氣處理裝置.
(5)草酸重結(jié)晶的減壓過濾裝置如圖B.儀器Y接在水龍頭上,其作用是起抽氣作用,使吸濾瓶、安全瓶中的壓強(qiáng)減。疁p壓過濾的操作有:①將含晶體的溶液倒入漏斗;②將濾紙放入漏斗并用水濕潤;③打開水龍頭;④關(guān)閉水龍頭;⑤拆下橡皮管.正確的順序是②③①⑤④.
(6)將產(chǎn)品在恒溫箱內(nèi)約90℃以下烘干至恒重,得到二水合草酸.用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,該反應(yīng)的離子方程式為:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
稱取該樣品0.12g,加適量水完全溶解,然后用0.020mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),此時(shí)溶液顏色由無色變?yōu)樽霞t色(或淡紫色).滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖C所示,則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

13. 以乙烯為原料,可以制備乙酸乙酯
乙烯$\stackrel{①}{→}$乙醇$\stackrel{②}{→}$乙酸$\stackrel{③}{→}$乙酸乙酯
(1)③的反應(yīng)類型是酯化反應(yīng);
(2)乙醇分子中官能團(tuán)的名稱是羥基;
(3)利用圖示裝置制取乙酸乙酯.寫出生成乙酸乙酯的化學(xué)方程式:CH3CH2OH+CH3COOH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O;
(4)實(shí)驗(yàn)操作中,為了加快反應(yīng)速率,采取的措施是加熱、加入濃硫酸;出于對(duì)實(shí)驗(yàn)安全的考慮,采取的措施是濃硫酸在乙醇之后加入;在左邊的試管中加入沸石;導(dǎo)管口不能插入飽和碳酸鈉溶液中.(上述措施各舉兩個(gè)例子即可)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.由氧化物經(jīng)氯化作用生成氯化物是工業(yè)生產(chǎn)氯化物的常用方法,Cl2、CCl4是常用的氯化劑.如:
Na2O+Cl2=2NaCl+O2
CaO+Cl2=CaCl2+O2
SiO2+2CCl4=SiCl4+2COCl2      
Cr2O3+3CCl4=2CrCl3+3COCl2
請(qǐng)回答下列問題:

(1)寫出鉻的原子結(jié)構(gòu)示意圖為與鉻同周期的所有元素的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素有K、Cu(填元素符號(hào)),其中一種金屬的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,該晶胞中含有金屬原子的數(shù)目為4.
(2)CCl4分子中C原子采取sp3雜化成鍵.
(3)COCl2俗稱光氣,分子中C原子采取sp2雜化成鍵.光氣分子的結(jié)構(gòu)式是,其中碳氧原子之間共價(jià)鍵是c(填序號(hào))
a.2個(gè)σ鍵      b.2個(gè)π鍵      c.1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵
(4)CaO晶胞如圖2所示,CaO晶體中Ca2+的配位數(shù)為6.CaO晶體和NaCl晶體中離子排列方式相同,其晶格能分別為:CaO-3401kJ•mol-1、NaCl-786kJ•mol-1.導(dǎo)致兩者晶格能差異的主要原因是CaO晶體中離子的電荷數(shù)大于NaCl晶體中離子的電荷.

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