9.銨明礬【NH4Al(SO42•12H2O】是常見的食品添加劑,用于焙烤食品,可通過硫酸鋁溶液和硫酸銨溶液反應(yīng)制備.用芒硝(Na2SO4•10H2O)制備純堿和銨明礬的生產(chǎn)工藝流程圖如圖1:

完成下列填空:
(1)銨明礬溶液呈酸性性,它可用于凈水,原因是銨明礬溶液電離出的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體,有吸附作用,故銨明礬能凈水;向其溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量,可觀察到的現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀,后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,再加入過量的NaOH溶液,白色沉淀逐漸溶解并消失.
(2)寫出過程Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)方程式2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH42SO4
(3)若省略過程Ⅱ,直接將硫酸鋁溶液加入濾液A中,銨明礬的產(chǎn)率會(huì)明顯降低,原因是省略過程Ⅱ,因HCO3-與Al3+的水解相互促進(jìn),產(chǎn)生大量氫氧化鋁沉淀,導(dǎo)致銨明礬的產(chǎn)率降低.
(4)已知銨明礬的溶解度隨溫度升高明顯增大.加入硫酸鋁后,經(jīng)過程III的系列實(shí)驗(yàn)得到銨明礬,該系列的操作是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥.
(5)某同學(xué)用圖2圖示的裝置探究銨明礬高溫分解后氣體的組成成份.
①夾住止水夾K1,打開止水夾K2,用酒精噴燈充分灼燒.實(shí)驗(yàn)過程中,裝置A和導(dǎo)管中未見紅棕色氣體;試管C中的品紅溶液褪色;在支口處可檢驗(yàn)到NH3,方法是打開K1,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近支口,出現(xiàn)白煙;在裝置A與B之間的T型導(dǎo)管中出現(xiàn)白色固體,該白色固體可能是(NH42SO3(任填一種物質(zhì)的化學(xué)式);另分析得出裝置A試管中殘留的白色固體是兩性氧化物,寫出它溶于NaOH溶液的離子方程式Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O.
②該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)證明銨明礬高溫分解后氣體的組成成份是NH3、N2、SO3、SO2和H2O,且相同條件下測(cè)得生成N2和SO2的體積比是定值,V(N2):V(SO2)=1:3.

分析 碳酸氫銨溶液中加入硫酸鈉,過濾得到濾渣與溶液A,而濾渣焙燒得到碳酸鈉與二氧化碳,可知濾渣為NaHCO3,過程I利用溶解度不同發(fā)生復(fù)分解反應(yīng):2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH42SO4 ,濾液A中含有(NH42SO4 及溶解的NH4HCO3,加入硫酸,調(diào)節(jié)pH使NH4HCO3轉(zhuǎn)化二氧化碳與(NH42SO4 ,得到溶液B為(NH42SO4 溶液,再加入硫酸鋁得銨明礬.
(1)銨明礬溶液中鋁離子水解,溶液呈酸性,得到氫氧化鋁膠體,可以用于凈水;向溶液中加入氫氧化鈉溶液,首先與溶液中鋁離子反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,再與氨氣根離子反應(yīng)生成氨氣,再加入過量的NaOH溶液溶解氫氧化鋁;
(2)過程I利用溶解度不同發(fā)生復(fù)分解反應(yīng);
(3)HCO3-與Al3+的水解相互促進(jìn),產(chǎn)生大量氫氧化鋁沉淀;
(4)用于銨明礬的溶解度隨溫度升高明顯增大,從溶液中獲得晶體,加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥;
(5)①由題目信息可知有NH3生成,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近支口檢驗(yàn)氨氣;裝置A和導(dǎo)管中未見紅棕色氣體,試管C中的品紅溶液褪色,說明加熱分解有SO2生成,氨氣與二氧化硫、水蒸汽反應(yīng)可以生成(NH42SO3;裝置A試管中殘留的白色固體是兩性氧化物,該物質(zhì)為氧化鋁;
②根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒確定n(N2):n(SO2),相同條件下氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比.

解答 解:(1)銨明礬溶液中鋁離子水解:Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,破壞水的電離平衡,溶液呈酸性;水解得到氫氧化鋁膠體,可以吸附懸浮物質(zhì),可以用于凈水;向溶液中加入氫氧化鈉溶液,首先與溶液中鋁離子反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,再與氨氣根離子反應(yīng)生成氨氣,再加入過量的NaOH溶液溶解氫氧化鋁,現(xiàn)象為:先產(chǎn)生白色沉淀,后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,再加入過量的NaOH溶液,白色沉淀逐漸溶解并消失,
故答案為:酸性;銨明礬溶液電離出的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體,有吸附作用,故銨明礬能凈水;先產(chǎn)生白色沉淀,后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,再加入過量的NaOH溶液,白色沉淀逐漸溶解并消失;
(2)過程I利用溶解度不同發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),反應(yīng)方程式為:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH42SO4 ,
故答案為:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH42SO4 ;
(3)省略過程Ⅱ,因HCO3-與Al3+的水解相互促進(jìn),產(chǎn)生大量氫氧化鋁沉淀,導(dǎo)致銨明礬的產(chǎn)率降低,
故答案為:省略過程Ⅱ,因HCO3-與Al3+的水解相互促進(jìn),產(chǎn)生大量氫氧化鋁沉淀,導(dǎo)致銨明礬的產(chǎn)率降低;
(4)用于銨明礬的溶解度隨溫度升高明顯增大,從溶液中獲得晶體,加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥,
故答案為:冷卻結(jié)晶;
(5)①檢驗(yàn)氨氣方法為:打開K1,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近支口,出現(xiàn)白煙;裝置A和導(dǎo)管中未見紅棕色氣體,試管C中的品紅溶液褪色,說明加熱分解有SO2生成,氨氣與二氧化硫、水蒸汽反應(yīng)可以生成(NH42SO3,白色固體可能是(NH42SO3;裝置A試管中殘留的白色固體是兩性氧化物,該物質(zhì)為氧化鋁,與氫氧化鈉溶液反應(yīng)離子方程式為:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,
故答案為:打開K1,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近支口,出現(xiàn)白煙;(NH42SO3;Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;
②根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒:2×[0-(-3)]×n(N2)=n(SO2)×(6-4),故n(N2):n(SO2)=1:3,相同條件下氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比,故V(N2):V(SO2)=1:3,
故答案為:1:3.

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)組成的測(cè)定,明確工藝流程原理是解題關(guān)鍵,綜合考查學(xué)生分析解決問題的能力,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

7.下列狀態(tài)的物質(zhì),既能導(dǎo)電又屬于電解質(zhì)的是( 。
A.熔融的KOHB.KOH溶液C.濃硫酸D.KOH晶體

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20.已知25℃時(shí),AgCl 的溶度積Ksp=1.8×10-10,則下列說法正確的是( 。
A.向飽和AgCl水溶液中加入少量的NaCl固體,Ksp(AgCl)變大
B.AgNO3溶液與NaCl溶液混合后的溶液中,一定有c(Ag+)=c(Cl-
C.25℃時(shí),當(dāng)溶液中c(Ag+)×c(Cl-)=Ksp(AgCl)時(shí),此溶液為AgCl的飽和溶液
D.將固體AgCl加入到濃KI溶液中,部分AgCl轉(zhuǎn)化為AgI,故AgCl溶解度小于AgI

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.工業(yè)上利用氟碳鈰礦(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一種工藝流程如下:

請(qǐng)回答下列問題:
(1)CeCO3F中,Ce元素的化合價(jià)為+3.
(2)酸浸過程中用稀硫酸和H2O2替換HCl不會(huì)造成環(huán)境污染.寫出稀硫酸、H2O2與CeO2反應(yīng)的離子方程式:H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑.
(3)向Ce(BF43中加入KCl溶液的目的是避免三價(jià)鈰以Ce(BF43沉淀的形式損失或除去BF4-或提高CeCl3的產(chǎn)率.
(4)溶液中的C(Ce3+)等于1×10-5mol.l-1,可認(rèn)為Ce3+沉淀完全,此時(shí)溶液的PH為9.(已知KSP[Ce(OH)3]=1×10-20
(5)加熱CeCl3.6H2O和NH4Cl的固體混合物可得到無水CeCl3,其中NH4Cl的作用是NH4Cl固體受熱分解產(chǎn)生HCl,抑制CeCl3水解.
(6)準(zhǔn)確稱取0.7500gCeCl3樣品置于錐形瓶中,加入適量過硫酸銨溶液將Ce3+氧化為Ce4+,然后用0.1000mol.l-1(NH42Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗25.00ml標(biāo)準(zhǔn)溶液.(已知:Fe2+Ce4+=Ce3++Fe3+
①該樣品中CeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82.2%.
②若使用久置的(NH42Fe(SO42標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,測(cè)得該CeCl3樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)

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4.CoCl2•6H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑.一種利用水鉆礦(主要成分為CO2O3、Co(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2•6H2O的工藝流程如下:

已知:①浸出液含有的陽離了主要有H+、CO2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等:
②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見表:(金屬離子濃度為:0.01mo1•L-l
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
開始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔點(diǎn)為86℃,加熱至110~120℃時(shí),失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷.
(1)寫出浸出過程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O.
(2)寫出NaClO3發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;若不慎向“浸出液”中加過量NaClO3時(shí),可能會(huì)生成有毒氣體,寫出生成該有毒氣體的離子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O.
(3)“加Na2CO3調(diào)pH至a”,過濾所得到的沉淀成分為Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖.向“濾液”中加入萃取劑的目的是除去溶液中的Mn2+:其使用的最佳pH范圍是B

A 2.0~2.5  B 3.0~3.5  C 4.0~4.5  D 5.0~5.5
(5)“操作l”中包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作,它們依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾.制得的CoC12•6H2O在烘干時(shí)需減壓烘干的原因是降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解.
(6)為測(cè)定粗產(chǎn)品中CoCl2•6H2O含量,稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量AgNO3溶液,過濾、洗滌,將沉淀烘干后稱其質(zhì)量.通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2•6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能是粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結(jié)晶水.(答一條即可)

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14.1-溴丙烷常用作有機(jī)反應(yīng)的溶劑.實(shí)驗(yàn)室制備1-溴丙烷(CH3CH2CH2Br)的反應(yīng)和主要實(shí)驗(yàn)裝置如下:
已知:
Ⅰ.CH3CH2CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2CH2Br+H2O
Ⅱ.2CH3CH2CH2OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$(CH3CH2CH22O(正丙醚)+H2O
Ⅲ.可能用到的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
相對(duì)分
子質(zhì)量
密度
/g•mL-1
沸點(diǎn)/℃水中
溶解性
正丙醇600.89697.1
正丙醚1020.7490幾乎不溶
1-溴丙烷1231.3671不溶
制備過程如下:
①在A中加入50g正丙醇和一定量的濃硫酸、溴化鈉一起加熱(加入幾粒沸石)、诒369~72℃繼續(xù)回流2小時(shí)、壅麴s,收集68~90℃餾出液  ④用碳酸鈉溶液洗至中性,分液 ⑤再蒸餾,收集68~76℃餾出液,得到純凈1-溴丙烷66g.請(qǐng)回答:
(1)B裝置名稱是(球形)冷凝管,沸石的作用是防止液體暴沸.
(2)加熱A前,需先從b(填“a”或“b”)口向B中通入水.
(3)步驟④的目的主要是洗去濃硫酸,振搖后靜置,粗產(chǎn)物應(yīng)從分液漏斗的下(填“上”或“下”)口分離出.
(4)本實(shí)驗(yàn)所得到的1-溴丙烷產(chǎn)率是C(填正確答案序號(hào)).
A.41%   B.50%   C.64%   D.70%

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1.已知酸性高錳酸鉀溶液是常用的強(qiáng)氧化劑,可以和草酸鈉、二氧化硫等還原性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng).
(1)下列物質(zhì)能夠酸性高錳酸鉀溶液褪色的是AD
A.乙炔 B.苯C.己烷       D.己烯
(2)酸性高錳酸鉀溶液和草酸鈉反應(yīng)的離子反應(yīng)式為:MnO4-+C2O42-+H+→CO2↑+Mn2++H2O(未配平)現(xiàn)稱取草酸鈉(Na2C2O4)樣品1.34g溶于稀硫酸中,然后用0.20mol•L-1的高錳酸鉀溶液滴定(其中的雜質(zhì)不跟高錳酸鉀和稀硫酸反應(yīng)),到終點(diǎn)時(shí)消耗了15.00mL的高錳酸鉀溶液.
①滴定時(shí),將酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液裝在如圖中的甲(填“甲”或“乙”) 滴定管中.
②判斷滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是溶液由無色變?yōu)樽霞t色,且在半分鐘內(nèi)不褪色.
③樣品中草酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%.
④若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管刻度,則由此測(cè)得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)偏。ㄌ睢捌蟆、“偏小”或“不變”).
(3)請(qǐng)寫出酸性高錳酸鉀和二氧化硫反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+

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18.阿司匹林(乙酰水楊酸,)是世界上應(yīng)用最廣泛的解熱、鎮(zhèn)痛和抗炎藥.乙酰水楊酸受熱易分解,分解溫度為128℃~135℃.某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室以水楊酸(鄰羥基苯甲酸)與醋酸酐為主要原料合成阿司匹林,反應(yīng)原理如下:

制備基本操作流程如下:
醋酸酐+水楊酸$\stackrel{濃硫酸}{→}$$\stackrel{搖勻}{→}$$\stackrel{85℃-90℃加熱}{→}$$\stackrel{冷卻}{→}$$→_{洗滌}^{減壓過濾}$粗產(chǎn)品
主要試劑和產(chǎn)品的物理常數(shù)如下表所示:
名稱相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)或沸點(diǎn)(℃)水溶性
水楊酸138158(熔點(diǎn))微溶
醋酸酐102139.4(沸點(diǎn))易水解
乙酰水楊酸180135(熔點(diǎn))微溶
請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)制備阿司匹林時(shí),要使用干燥的儀器的原因是醋酸酐和水易發(fā)生反應(yīng).
(2)合成阿司匹林時(shí),最合適的加熱方法是水浴加熱.

(3)提純粗產(chǎn)品流程如下,加熱回流裝置如圖:
粗產(chǎn)品$→_{沸石}^{乙酸乙酯}$$→_{回流}^{加熱}$$\stackrel{趁熱過濾}{→}$$→_{減壓過濾}^{冷卻}$$→_{干燥}^{洗滌}$乙酰水楊酸
①使用溫度計(jì)的目的是控制加熱的溫度,防止乙酰水楊酸受熱易分解.
②冷凝水的流進(jìn)方向是a(填“a”或“b”);
③趁熱過濾的原因是防止乙酰水楊酸結(jié)晶析出.
④下列說法正確的是abc(填選項(xiàng)字母).
a.此種提純方法中乙酸乙酯的作用是做溶劑
b.此種提純粗產(chǎn)品的方法叫重結(jié)晶
c.根據(jù)以上提純過程可以得出阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度低溫時(shí)大
d.可以用紫色石蕊溶液判斷產(chǎn)品中是否含有未反應(yīng)完的水楊酸
(4)在實(shí)驗(yàn)中原料用量:2.0g水楊酸、5.0mL醋酸酐(ρ=1.08/cm3),最終稱得產(chǎn)品質(zhì)量為2.2g,則所得乙酰水楊酸的產(chǎn)率為84.3%(用百分?jǐn)?shù)表示,小數(shù)點(diǎn)后一位).

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19.用已知濃度的NaOH溶液測(cè)定未知濃度的鹽酸(滴定時(shí)鹽酸置于酸式滴定管中),以下操作會(huì)造成所測(cè)鹽酸溶液濃度偏高的是(  )
A.酸式滴定管未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗
B.堿式滴定管未用待裝溶液潤(rùn)洗
C.錐形瓶未用待裝溶液潤(rùn)洗
D.在滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失

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同步練習(xí)冊(cè)答案