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科目: 來(lái)源: 題型:解答題

11.【定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】某研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料獲得晶體M的制備原理,他們進(jìn)行如下探究:
【制備晶體】
以CrCl2•4H2O、過(guò)氧化氫、液氨、氯化銨固體為原料,在活性炭催化下,合成了晶體M.
(1)溶液中分離出晶體M的操作包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌和干燥.他們用冰水和飽和食鹽水的混合物洗滌晶體M,其目的是降低晶體溶解度.制備過(guò)程中需要加熱,但是,溫度過(guò)高造成的后果是加快雙氧水分解和液氨揮發(fā).
【測(cè)定組成】
為了測(cè)定M晶體組成,他們?cè)O(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn).裝置如圖所示(加熱儀器和固定儀器省略).

為確定其組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①氨的測(cè)定:精確稱M晶體,加適量水溶解,注入如圖所示的三頸瓶中,然后逐滴加入足量20% NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品溶液中的氨全部蒸出,用一定量的鹽酸溶液吸收.蒸氨結(jié)束后取下接收瓶,用一定濃度的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl,到終點(diǎn)時(shí)消耗一定體積的NaOH溶液.
②氯的測(cè)定:準(zhǔn)確稱取a g樣品M溶于蒸餾水,配成100mL溶液.量取25.00mL配制的溶液用c mol•L-1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,滴加3滴0.01mol•L-1K2CrO4溶液(作指示劑),至出現(xiàn)磚紅色沉淀不再消失為終點(diǎn)(Ag2CrO4為磚紅色),消耗AgNO3溶液為b mL.
(2)安全管的作用是平衡氣壓.
(3)用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的氯化氫,部分操作步驟是檢查滴定管是否漏液、用蒸餾水洗滌、用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液潤(rùn)洗、排滴定管尖嘴的氣泡、調(diào)節(jié)堿式滴定管內(nèi)液面至0刻度或0刻度以下、滴定、讀數(shù)、記錄并處理數(shù)據(jù);下列操作或情況會(huì)使測(cè)定樣品中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高的是C(填代號(hào)).
A.裝置氣密性不好           B.用酚酞作指示劑
C.滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)       D.滴定時(shí)NaOH溶液外濺
(4)已知:硝酸銀熱穩(wěn)定性差;Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12,Ksp(AgCl)=1.8×10-10
選擇棕色滴定管盛裝標(biāo)準(zhǔn)濃度的硝酸銀溶液,滴定終點(diǎn)時(shí),若溶液中
c(CrO42-)為2.8×10-3mol•L-1,則c(Ag+)=2.0×10-5mol•L-1
(5)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),列出樣品M中氯元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算式$\frac{cmol/L×\frac{1000}L×35.5g/mol}{ag×\frac{25.00mL}{100mL}}×100%$.如果滴加K2CrO4溶液過(guò)多,測(cè)得結(jié)果會(huì)偏低(填:偏高、偏低或無(wú)影響).
(6)經(jīng)測(cè)定,晶體M中鉻、氨和氯的質(zhì)量之比為104:136:213.寫(xiě)出制備M晶體的化學(xué)方程式2CrCl2+H2O2+6NH3+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr(NH34Cl3+2H2O.

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10.CuCl2、CuCl是重要的化工原料,廣泛地用作有機(jī)合成催化劑.實(shí)驗(yàn)室中以粗銅(含雜質(zhì)Fe)為原料,一種制備銅的氯化物的流程如圖1:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)如圖2裝置進(jìn)行反應(yīng)①,導(dǎo)管a通入氯氣(夾持儀器和加熱裝置省略).觀察到的現(xiàn)象是試管內(nèi)有棕色煙產(chǎn)生,寫(xiě)出銅與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+Cl2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CuCl2
(2)上述流程中固體K溶于稀鹽酸的目的是避免Cu2+水解.試劑X、固體J的物質(zhì)分別為c.
a.NaOH   Fe(OH)3 b.NH3•H2O  Fe(OH)2
c.CuO    Fe(OH)3    d.CuSO4     Cu(OH)2
(3)反應(yīng)②是向溶液2中通入一定量的SO2,加熱一段時(shí)間后生成CuCl白色沉淀.寫(xiě)出制備CuCl的離子方程式2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+
(4)反應(yīng)后,如圖盛有NaOH溶液的廣口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用鋼鐵(含F(xiàn)e、C)制品盛裝該溶液會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕,鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀,溶液會(huì)失去漂白、殺菌消毒功效.該紅褐色沉淀的主要化學(xué)式是Fe(OH)3.該腐蝕過(guò)程的正極反應(yīng)式為ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-
(5)以石墨為電極,電解CuCl2溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)陰極上也會(huì)有部分CuCl析出,寫(xiě)出此過(guò)程中陰極上的電極反應(yīng)式Cu2++e-+Cl-=CuCl.

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9.某化學(xué)興趣小組以木炭和濃硝酸為起始原料,探究一氧化氮與過(guò)氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉.設(shè)計(jì)裝置如下(忽略裝置中空氣的影響),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)組裝好儀器后,必須進(jìn)行的一項(xiàng)操作是檢查裝置的氣密性.
(2)推測(cè)B中可以觀察到的主要現(xiàn)象是銅片逐漸溶解,溶液逐漸變藍(lán),產(chǎn)生無(wú)色氣泡;C裝置的作用是除去NO中混有的CO2
(3)裝置D中除生成NaNO2外,還有另一種固態(tài)物質(zhì)Y,Y的化學(xué)式是NaOH.可以通過(guò)適當(dāng)改進(jìn),不產(chǎn)生Y物質(zhì),請(qǐng)你提出改進(jìn)方法:用裝有堿石灰的干燥管代替C裝置.
(4)在酸性溶液中,NO${\;}_{2}^{-}$可將MnO${\;}_{4}^{-}$還原為Mn2+.寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O.
(5)E裝置中試劑X可以是B.
A.稀硫酸     B.酸性高錳酸鉀溶液     C.稀硝酸     D.水.

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8.工業(yè)上硫酸錳氨[(NH42Mn(SO42],可用于木材防火涂料等.其制備工藝如圖1:

已知步驟反應(yīng):H2C2O4(aq)+H2SO4(aq)+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnSO4(aq)+2CO2(g)+2H2O(l)△H
(1)在步驟I的反應(yīng)中,氧化劑是MnO2
(2)步驟Ⅱ中趁熱過(guò)濾前需向MnS04溶液中加人少量熱水,其目的是防止過(guò)濾時(shí)因溫度降低有MnSO4晶體析出所得(NH42Mn(SO42晶體需用酒精溶液洗滌,洗去的主要雜質(zhì)離子有NH4+、SO42-;
(3 下列操作有利于提高產(chǎn)品產(chǎn)率的是ABC(填序號(hào))
A.慢慢分次加人二氧化錳
B.趁熱過(guò)濾
C.冰水浴充分冷卻
D.用水水代替酒精溶液洗滌
(4)一定條件下,在步驟I的水溶液中1molMnO2完全反應(yīng)時(shí)相對(duì)能量變化如圖,則△H=+20 kJ/mol;催化劑是否參加化學(xué)反應(yīng)是(填“是”或“否”或不確定”)
(5)堿性千電池中含大量MnO2可以回收利用,該電池工作時(shí)的正極反應(yīng)試為2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-若從電池中回收87kg
MnO2,理論上可以獲得[(NH42Mn(SO42283kg.

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7.某學(xué)習(xí)小組依據(jù)反應(yīng):SO2(g)+Cl2(g)?SO2Cl2(g)△H<0,設(shè)計(jì)制備磺酰氯(SO2Cl2)的裝置如圖,有關(guān)信息如表所示.
(1)若用濃鹽酸與二氧化錳為原料制取Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)C儀器裝的藥品是無(wú)水CaCl2,其作用是防止水蒸氣進(jìn)入A裝置(引起SO2Cl2水解);
(3)為了便于混合物的分離且提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,A裝置的反應(yīng)條件最好選擇
a.冰水浴  b.常溫  c.加熱至69.1℃
(4)如果通入的Cl2或SO2含有水蒸氣,氯氣和二氧化硫可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
SO2Cl2Cl2SO2
熔點(diǎn)-54.1-101-72.4
沸點(diǎn)69.1-34.6-10
性質(zhì)遇水發(fā)生劇烈水解
(5)實(shí)驗(yàn)時(shí)選通入干燥的Cl2將A裝置中的空氣趕走,再緩慢通入干燥的SO2,即發(fā)生反應(yīng).充分反應(yīng)后,繼續(xù)通入Cl2使裝置中的SO2進(jìn)入燒杯中被吸收,分離產(chǎn)物后,向獲得的SO2Cl2中加水,出現(xiàn)白霧,振蕩、靜置得到無(wú)色溶液W.
①經(jīng)分析SO2Cl2與H2O反應(yīng)性于非氧化還原反應(yīng),寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
②無(wú)色溶液W中的陰離子除含少量OH-外,還含有其它兩種陰離子,如需檢驗(yàn)溶液W中這兩種陰離子,則其檢出第一種離子的檢驗(yàn)方法是取少量W溶液于試管中,加入過(guò)量Ba(NO32溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀產(chǎn)生,說(shuō)明溶液中含有SO42-;
③反應(yīng)完成后,在W溶液、燒杯中分別滴加過(guò)量的BaCl2溶液,均出現(xiàn)白色沉淀,此沉淀不溶于稀鹽酸,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量得到的固體質(zhì)量分別為Xg、Yg,則SO2+Cl2?SO2Cl2反應(yīng)中,SO2的轉(zhuǎn)化率為$\frac{X}{X+Y}$×100%(用含X、Y的代數(shù)式表示).

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6.由鈦鐵礦(主要成分是TiO2、少量FeO和Fe2O3)制備TiCl4、綠礬等產(chǎn)品的一種綜合工藝流程圖如下:

【提示】TiO2+的水解平衡TiO2++(n+1)H2O?TiO2.n H2O+2H+回答下列問(wèn)題:
(1)硫酸與二氧化鈦反應(yīng)的離子方程式是TiO2+2H+=TiO2++H2O.
(2)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
寫(xiě)出④中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4 和CO氣體的熱化學(xué)方程式:TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81kJ•mol-1
(3)往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色,此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性.該過(guò)程中有如下反應(yīng)發(fā)生.
A:2Fe3++Fe=3Fe2+
B:2TiO2+(無(wú)色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
C:Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(無(wú)色)+Fe2++2H+
I.結(jié)合信息判斷Fe3+、TiO2+、H+氧化性強(qiáng)弱:Fe3+>TiO2+>H+
II.加入鐵屑的作用是將Fe3+還原為Fe2+,生成Ti3+保護(hù)Fe2+不被氧化.
(4)往②中不斷通入高溫水蒸氣,維持溶液沸騰一段時(shí)間,析出水合二氧化鈦沉淀.請(qǐng)用化學(xué)平衡理論分析通入高溫水蒸氣的作用:水解是吸熱反應(yīng),通入高溫水蒸氣能降低H+濃度,提高溶液溫度,促進(jìn)平衡向水解方向移動(dòng),從而析出TiO2•H2O.
(5)依據(jù)綠色化學(xué)理念,該工藝流程中存在的不足之處是產(chǎn)生了廢氣、廢液、廢渣等(只要求寫(xiě)出一項(xiàng)).
(6)綠礬(摩爾質(zhì)量為278g/mol)可用于生產(chǎn)紅色顏料(Fe2O3),556akg綠礬,理論上可生產(chǎn)紅色顏料1000amol.

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5.資料顯示:
a.Na2S2O3、BaS2O3、BaS均易溶于水.
b.SO2、Na2S、Na2CO3反應(yīng)可生成Na2S2O3
某化學(xué)小組據(jù)此進(jìn)行了制備硫代硫酸鈉(Na2S2O3)的探究,實(shí)驗(yàn)制備裝置如圖所示(省略?shī)A持裝置):

回答問(wèn)題:
(1)儀器a的名稱是分液漏斗.
(2)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O.
(3)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率.
①B中最好盛裝的液體是c.
a.蒸餾水  b.飽和Na2SO3溶液   c.飽和NaHSO3溶液  d.飽和NaHCO3溶液
②如使SO2緩慢進(jìn)入燒瓶C,正確的操作是控制分液漏斗的活塞,使?jié)饬蛩峋徛稳階中.
(4)在裝置C中生成Na2S2O3
①完成反應(yīng)方程式:4SO2+2Na2S+1Na2CO3=3Na2S2O3+CO2
②反應(yīng)開(kāi)始先使A中發(fā)生反應(yīng)一會(huì)兒,再使C中反應(yīng)發(fā)生,其原因是A中反應(yīng)一會(huì)生成二氧化硫,C中才能反應(yīng).
③結(jié)束反應(yīng)后,取C中溶液,經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥、得到Na2S2O3•5H2O.
(5)完成對(duì)所得產(chǎn)品的檢測(cè)的實(shí)驗(yàn):
推測(cè)操作和現(xiàn)象結(jié)論
雜質(zhì)中的正鹽成分可能有:
Na2S

Na2CO3

Na2SO3

Na2SO4
①取Wg產(chǎn)品配成稀溶液;
②向溶液中滴加過(guò)量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,過(guò)濾,得沉淀和濾液;
③向沉淀中加入過(guò)量鹽酸,沉淀完全溶解,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生.
④向?yàn)V液滴加2滴淀粉溶液,再逐滴加0.100 0mol•L-1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液,至溶液呈紫色不再褪去,消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為18.10mL.
產(chǎn)品雜質(zhì)中:
一定含有Na2SO3,
可能含有Na2S、Na2CO3
一定不含有Na2SO4
操作④發(fā)生的反應(yīng)是:
2S2O${\;}_{3}^{2-}$+I2═S4O${\;}_{6}^{2-}$+2I-
產(chǎn)品純度:$\frac{9}{w}$×100%.

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4.鐵及其化合物在日常生活中有廣泛應(yīng)用.
(1)寫(xiě)出Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3的化學(xué)方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(2)綠礬(FeSO4•7H2O)是補(bǔ)血?jiǎng)┑脑,易變質(zhì).檢驗(yàn)綠礬是否變質(zhì)的試劑是KSCN溶液設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)綠礬是否完全變質(zhì)取樣品溶于水,滴加酸性高錳酸鉀溶液,如溶液褪色,則表示樣品沒(méi)有完全變質(zhì)(或滴加鐵氰化鉀溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則樣品沒(méi)有完全變質(zhì))
(3)利用綠礬制備還原鐵粉的工業(yè)流程如圖1:

①干燥過(guò)程主要是為了脫去游離水和結(jié)晶水,過(guò)程中會(huì)有少量FeCO3•nH2O在空氣中被氧化為FeOOH,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO3•nH2O+O2=4FeOOH+4CO2+(4n-2)H2O
②取干燥后的FeCO3樣品12.49g,焙燒,最終得到還原鐵粉6.16g,計(jì)算樣品中雜質(zhì)FeOOH的質(zhì)量0.89g
(4)以羰基化合物為載體運(yùn)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理分離、提純某納米級(jí)活性鐵粉(含有一些不反應(yīng)的雜質(zhì)),反應(yīng)裝置如圖2.Fe(s)+5CO(g)?Fe(CO)5(g)△H<0
T1<T2(填“>”、“<”或“=”),判斷理由是鐵粉和一氧化碳化合成羰基合鐵時(shí)放出熱量,低溫有利于合成易揮發(fā)的羰基合鐵,羰基合鐵易揮發(fā),雜質(zhì)殘留在玻璃管左端;當(dāng)羰基合鐵揮發(fā)到較高溫度區(qū)域T2時(shí),羰基合鐵分解,純鐵粉殘留在右端,一氧化碳循環(huán)利用.

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3.FeSO4•7H2O廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域,實(shí)驗(yàn)室制備FeSO4•7H2O的流程如下:

(1)鐵屑與稀硫酸反應(yīng)前,應(yīng)用10% Na2CO3溶液浸泡幾分鐘,操作目的是除去廢鐵屑表面的油污.
(2)最后得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌,其目的:①除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì);
②降低FeSO4在水中的溶解度,減少FeSO4•7H2O的損耗.
(3)FeSO4•7H2O是某些補(bǔ)血?jiǎng)┑闹饕煞,?shí)驗(yàn)室用KMnO4溶液通過(guò)氧化還原滴定測(cè)
定某補(bǔ)血?jiǎng)?.500g)中鐵元素的含量.
①配制100mL 1.200×10 -2mol•L-1的KMnO4溶液時(shí),將溶解后的溶液轉(zhuǎn)移至容  量瓶中的操作方法是用玻璃棒引流,玻璃棒底部要在容量瓶的刻度線以下且玻璃棒不能碰到容量瓶口;
②實(shí)驗(yàn)中的KMnO4溶液需要酸化,可用于酸化的酸是c.
a.稀硝酸   b.稀鹽酸   c.稀硫酸   d.濃硝酸
KMnO4溶液應(yīng)盛裝在酸式滴定管中.滴定到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為滴入最后一滴KMnO4溶液,恰好變?yōu)樽霞t色,且半分鐘內(nèi)不退色.滴定完畢,三次實(shí)驗(yàn)記錄KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的讀數(shù)如下.
滴定次數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)123
V(樣品)/mL20.0020.0020.00
V(KMnO4)/mL(初讀數(shù))0.000.200.00
V(KMnO4)/mL(終讀數(shù))15.8515.2214.98
該補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.36%.
(4)某實(shí)驗(yàn)小組用久置的FeSO4溶液和NaOH溶液制備Fe(OH)2,實(shí)驗(yàn)后沒(méi)有得到預(yù)期的白色沉淀,于是采用下列試劑(已煮沸除氧)和裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始打開(kāi)止水夾C,目的是排除裝置中的空氣,防止氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵.一段時(shí)間后,關(guān)閉止水夾C,B中觀察到的現(xiàn)象是液面上升出現(xiàn)白色沉淀.B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓.

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2.無(wú)水氯化鋁是有機(jī)化工常用的催化劑,氯化鋁178℃時(shí)升華,極易潮解,遇水發(fā)熱并產(chǎn)生白色煙霧.氯化鋁還易溶于乙醇、氯仿和四氯化碳.實(shí)驗(yàn)室可用反應(yīng)2Al+6HCl(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl3+3H2制備少量無(wú)水氯化鋁,某同學(xué)利用該原理設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置:
(1)A燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:NaCl+H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaHSO4+HCl↑或2NaCl+H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SO4+2HCl↑
(2)以下三步操作的先后順序?yàn)棰邰佗冢ㄌ钚蛱?hào)).
①點(diǎn)燃A處酒精燈    ②點(diǎn)燃C處酒精燈    ③滴加A處濃硫酸
(3)D中干燥管內(nèi)堿石灰的作用是吸收過(guò)量的HCl氣體,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D中燒瓶.
(4)下列有關(guān)AICl3的說(shuō)法合理的是①(填序號(hào)).
①AlCl3水溶液能導(dǎo)電    ②熔融態(tài)AlCl3能導(dǎo)電    ③鎂條能置換出AlCl3溶液中的Al
(5)實(shí)驗(yàn)室也可通過(guò)反應(yīng)2Al+3Cl2(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl3制備無(wú)水氯化鋁,此法若還利用上述裝置,在A燒瓶中增用Mn02.固體之外,還必須對(duì)裝置進(jìn)行的改動(dòng)是AB之間增加一裝有飽和食鹽水的洗氣瓶,因Cl2中混有的HCl與Al反應(yīng)生成H2,H2與Cl2混合加熱時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸.
(6)指出該實(shí)驗(yàn)裝置可能存在的一種安全隱患:D中干燥管排出的H2與空氣混合后遇酒精燈火焰發(fā)生爆炸;或“D中A1Cl3蒸氣遇冷固化堵塞氣體通路”.

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