【題目】實(shí)驗(yàn)室用圖示裝置制備KClO溶液,再與KOH、Fe(NO3)3溶液反應(yīng)制備高效凈水劑K2FeO4。
<查閱資料>Cl2與KOH溶液在20℃以下反應(yīng)生成KClO,在較高溫度下則生成KClO3;
K2FeO4易溶于水,微溶于濃KOH溶液,在0℃~5℃的強(qiáng)堿性溶液中較穩(wěn)定。
(1)儀器a的名稱(chēng):__________;裝置C中三頸瓶置于冰水浴中的目的是_____________。
(2)裝置B吸收的氣體是__________,裝置D的作用是___________________________。
(3)C中得到足量KClO后,將三頸瓶上的導(dǎo)管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反應(yīng)溫度為25℃,攪拌1.5 h,溶液變?yōu)樽霞t色(含K2FeO4),該反應(yīng)的離子方程式為________________________。再加入飽和KOH溶液,析出紫黑色晶體,過(guò)濾,得到K2FeO4粗產(chǎn)品。
(4)K2FeO4粗產(chǎn)品含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì),其提純步驟為:
①將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中。
②過(guò)濾。
③________________________________________________________。(補(bǔ)充完整)
④攪拌、靜置、過(guò)濾,用乙醇洗滌2~3次。
⑤在真空干燥箱中干燥。
(5)稱(chēng)取提純后的K2FeO4樣品0.2200 g于燒杯中,加入強(qiáng)堿性亞鉻酸鹽溶液,反應(yīng)后再加稀硫酸調(diào)節(jié)溶液呈強(qiáng)酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入錐形瓶,用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至終點(diǎn),重復(fù)操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反應(yīng)為:Cr(OH)4-+FeO42- = Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-,2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O,Cr2O72-+6Fe2++14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O,則該K2FeO4樣品的純度為____________。
【答案】分液漏斗防止Cl2與KOH反應(yīng)生成KClO3HCl吸收Cl2,防止污染空氣3ClO-+2Fe3++10OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O將濾液置于冰水浴中,向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液90%
【解析】
根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知,A裝置中用二氧化錳與濃鹽酸加熱制得氯氣,氯氣中有揮發(fā)出的來(lái)的氯化氫,所以B裝置中飽和食鹽水是除去氯氣中的氯化氫,裝置C中用氯氣與氫氧化鉀溶液應(yīng)制得次氯酸鉀,為防止在較高溫度下生成KClO3,C裝置中用冰水浴,反應(yīng)的尾氣氯氣用D裝置中氫氧化鈉吸收,(1)根據(jù)裝置圖可知儀器名稱(chēng);Cl2與KOH溶液在20℃以下反應(yīng)生成KClO,在較高溫度下則生成KClO3,據(jù)此判斷冰水浴的原因;(2)氯氣中有氯化氫需要除去,氯氣有毒,需要進(jìn)行尾氣吸收;(3)足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K2FeO4、KCl和水等,據(jù)此書(shū)寫(xiě)該反應(yīng)的離子方程式;(4)K2FeO4易溶于水、微溶于濃KOH溶液,所以提純K2FeO4粗產(chǎn)品時(shí)可以①將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中,②過(guò)濾,③將濾液置于冰水浴中,向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液,④攪拌、靜置、過(guò)濾,用乙醇洗滌2~3次,⑤在真空干燥箱中干燥,據(jù)此答題;(5)根據(jù)反應(yīng)Cr(OH)4-+FeO42-═Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,可得關(guān)系式2FeO42-~Cr2O72-~6Fe2+,利用(NH4)2Fe(SO4)2的物質(zhì)的量可計(jì)算得高鐵酸鉀的質(zhì)量,進(jìn)而確定K2FeO4樣品的純度。
(1)根據(jù)裝置圖可知儀器a的名稱(chēng)是分液漏斗,Cl2與KOH溶液在20℃以下反應(yīng)生成KClO,在較高溫度下則生成KClO3,所以冰水浴的目的是防止Cl2與KOH反應(yīng)生成KClO3;
(2)氯氣中有氯化氫需要除去,氯氣有毒,需要進(jìn)行尾氣吸收,所以裝置B吸收的氣體是HCl,裝置D的作用是吸收Cl2,防止污染空氣;
(3)足量KClO中依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成K2FeO4、KCl和水等,反應(yīng)的離子方程式為3ClO-+2Fe3++10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)K2FeO4易溶于水、微溶于濃KOH溶液,所以提純K2FeO4粗產(chǎn)品時(shí)可以①將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中,②過(guò)濾,③將濾液置于冰水浴中,向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液,④攪拌、靜置、過(guò)濾,用乙醇洗滌2~3次,⑤在真空干燥箱中干燥;
(5)根據(jù)反應(yīng)Cr(OH)4-+FeO42-═Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-和Cr2O72-+6Fe2++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,可得關(guān)系式2FeO42-~Cr2O72-~6Fe2+,根據(jù)題意可知,(NH4)2Fe(SO4)2的物質(zhì)的量為0.03L×0.01000 mol/L=0.0003mol,所以高鐵酸鉀的質(zhì)量為0.0003mol×× =0.198g,所以K2FeO4樣品的純度為×100%=90.0%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】阿斯匹林的制備裝置和反應(yīng)原理如下:
已知乙酸酐(CH3C0)2O在水中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)生成乙酸。
實(shí)驗(yàn)步驟:
①開(kāi)啟水浴恒溫槽的電源,使水浴溫度控制在85℃-90℃。
②在三口瓶中加入5g水楊酸,14ml(15g)乙酸酐(CH3C0)2O,1.8ml濃硫酸。
③在水浴中,攪拌反應(yīng)15min,冷卻至室溫,在瓶中加入70ml水,繼續(xù)攪拌5min,再放在冷水浴中靜置5—10min,加入冰塊,在冰水浴中靜置10—20min,冷卻結(jié)晶,抽濾,用少量冰水洗滌2次。
④將晶體放在250ml燒杯中,并加入70ml飽和碳酸氫鈉溶液,攪拌到無(wú)二氧化碳放出為止。抽濾除去聚合物固體。
⑤將濾液放在250ml燒杯中,邊攪拌邊慢慢滴入18%鹽酸,直至PH值為1.5。燒杯放入冰水浴中冷卻,直至結(jié)晶完全。真空抽濾,用少量冰水洗滌二次,得粗產(chǎn)品。
⑥粗產(chǎn)品放入150ml燒杯中,加入20ml無(wú)水乙醇,攪拌,緩慢加熱,直至晶體溶解,再加入40ml水,在室溫中靜置,再放入冰水浴中冷卻,直至結(jié)晶完全。真空抽濾,用少量無(wú)水乙醇-水(1:2,v/v)溶液洗滌,烘干,得產(chǎn)品。稱(chēng)量,計(jì)算產(chǎn)率。
回答以下問(wèn)題:
(1)儀器a的名稱(chēng)為_________________
(2)反應(yīng)容器干燥無(wú)水的原因是__________________________________。加入濃硫酸的目的是______________________________________。水浴加熱的目的是__________________________
(3)本實(shí)驗(yàn)含有兩個(gè)六元環(huán)和一個(gè)八元環(huán)的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________________。
(4)加入70ml飽和碳酸氫鈉溶液的目的是__________________________________。把碳酸氫鈉換為氫氧化鈉將使產(chǎn)品因________________________而損失。
(5)將濾液邊攪拌邊慢慢滴入18%鹽酸利用了______________________________的原理。
(6)水楊酸可以在各步純化過(guò)程和產(chǎn)物的重結(jié)晶過(guò)程中被除去,檢驗(yàn)水楊酸除盡的方法是____________________________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】由碳、氫、氧3種元素組成的有機(jī)物A,相對(duì)分子質(zhì)量為152,其分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為1∶1,氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.58%。A遇FeCl3溶液顯紫色,A能與NaHCO3溶液反應(yīng),其苯環(huán)上的一氯取代物有兩種,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)A的分子式是_______________________________。
(2)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________________________________。
(3)A可以發(fā)生如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系,D的分子式為C10H12O3,A與C反應(yīng)的化學(xué)方程式________。
(4)甲、乙兩裝置均可用作實(shí)驗(yàn)室由C制取B的裝置,乙圖采用甘油浴加熱(甘油沸點(diǎn)290 ℃,熔點(diǎn)18.17 ℃),當(dāng)甘油溫度達(dá)到反應(yīng)溫度時(shí),將盛有C和濃硫酸混合液的燒瓶放入甘油中,很快達(dá)到反應(yīng)溫度。甲、乙兩裝置相比較,乙裝置有哪些優(yōu)點(diǎn)________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)一定屬于同系物的是( )
① ②③ ④C2H4⑤CH2==CH—CH==CH2 ⑥C3H6 ⑦ ⑧
A. ⑦⑧ B. ⑤⑦ C. ①②③ D. ④⑥⑧
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】為了探究FeSO4和Cu(NO3)2的混合物中各組分的含量,現(xiàn)設(shè)計(jì)如下流程:
通過(guò)計(jì)算得出:
(1)原混合物中FeSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為_______。
(2)通入的 n(Cl2) =________ mol。
(3)生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是________mL。
(4)固體X質(zhì)量是________g。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Ⅰ.形式一:(由粒子數(shù)推斷)A+、B+、C-、D、E5種粒子(分子或離子),它們分別含10個(gè)電子,已知它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:①A++ C-→D+E;②B++C-→2D。據(jù)此,回答下列問(wèn)題:寫(xiě)出A+、B+的化學(xué)式:____________、____________。
Ⅱ. 形式二:(由元素原子結(jié)構(gòu)推斷)A、B、C、D、E、F的原子序數(shù)依次增大,它們都是同周期的元素。已知:A、C、F三種原子最外層共有11個(gè)電子,且這三種元素的最高價(jià)氧化物的水化物之間兩兩皆能反應(yīng),均生成鹽和水;D元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少4;E元素原子次外層電子數(shù)比最外層電子數(shù)多2。
(1)寫(xiě)出下列元素的符號(hào):A________,B________,E________。
(2)F在元素周期表中的位置為___________________________________。
(3)寫(xiě)出C的單質(zhì)和A的最高價(jià)氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式_______。
(4)元素的非金屬性為(原子的得電子能力):E________F(填“強(qiáng)于”或“弱于”),請(qǐng)以E、F為例列舉元素非金屬性強(qiáng)弱的比較方法_________________、___________________(至少2條)。
(學(xué)法題)通過(guò)Ⅱ的解題你認(rèn)為推斷出本題各元素的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為___________。
III.形式三:(由元素位置推斷)下表為元素周期表的一部分:
族 周期 | ||||||||
1 | ① | |||||||
2 | ② | |||||||
3 | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
請(qǐng)參照元素①-⑧在表中的位置,用化學(xué)用語(yǔ)回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)畫(huà)出元素⑦的離子結(jié)構(gòu)示意圖________________。
(2)寫(xiě)出元素⑤在周期表中的位置______________。
(3)②、③、⑥的離子半徑由大到小的順序?yàn)?/span>_________________________。
(4)⑤、⑥、⑦的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性由強(qiáng)到弱的順序是______。
(5)①、②、③三種元素形成化合物與④的最高價(jià)氧化物反應(yīng)的離子方程式為_________。
(6)請(qǐng)你預(yù)測(cè):如果發(fā)現(xiàn)了原子序數(shù)為116號(hào)元素,它在周期表中的位置是第________周期_______族,它屬于_____元素(填“金屬”或“非金屬”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某Fe 2(SO4) 3樣品含有少量FeSO4雜質(zhì),為了測(cè)定該樣品中鐵元素的含量,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):
Ⅰ.稱(chēng)取樣品m g,加入稀H2SO4,后加水配制成250.00 mL溶液;
Ⅱ.取25.00 mL溶液,先加入H2O2,然后再加過(guò)量的氨水,過(guò)濾;
Ⅲ.將沉淀用蒸餾水洗滌數(shù)次后,烘干;
Ⅳ.灼燒至質(zhì)量不再減少為止,得到紅棕色固體,冷卻后稱(chēng)量,質(zhì)量為n g。
請(qǐng)根據(jù)上面操作流程,回答以下問(wèn)題:
①步驟Ⅰ中稱(chēng)量使用的儀器是________________,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管,還要補(bǔ)充的玻璃儀器是____________________。
②步驟Ⅱ中過(guò)濾用的儀器有濾紙、鐵架臺(tái)、鐵圈和燒杯,還要補(bǔ)充的玻璃儀器是________;加入H2O2的主要目的是_______________________________。
③若要檢驗(yàn)溶液中的Fe3+,則應(yīng)該加入________________試劑。
④步驟Ⅲ中檢驗(yàn)該沉淀已經(jīng)洗滌干凈的操作是________________。
⑤計(jì)算該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式是________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用下圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):將①中溶液滴入②中,預(yù)測(cè)的現(xiàn)象與實(shí)際相符的是
選項(xiàng) | ①中物質(zhì) | ②中物質(zhì) | 預(yù)測(cè)②中的現(xiàn)象 |
A. | 稀鹽酸 | 碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液 | 立即產(chǎn)生氣泡 |
B. | 濃硝酸 | 用砂紙打磨過(guò)的鋁條 | 產(chǎn)生紅棕色氣體 |
C. | 氯化鋁溶液 | 濃氫氧化鈉溶液 | 產(chǎn)生大量白色沉淀 |
D. | 草酸溶液 | 高錳酸鉀酸性溶液 | 溶液逐漸褪色 |
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