【題目】某廢液中含有 大量 的K+、Cl-、Br-,還有少量的Ca2+、Mg2+、SO42-。某研究性學(xué)習(xí)小組利用這種廢液來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴,(Br2常溫下是深紅棕色液體),設(shè)計了如下的流程圖:
可供選擇的試劑:飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2 溶液(H+)、KMnO4溶液(H+)、鹽酸。請根據(jù)流程圖回答相關(guān)問題 :
(1)若試劑a為H2O2溶液(H+),已知H2O2+2KBr+2HCl=Br2+2H2O+2KCl,
①發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:___________。
②每消耗0.2mol H2O2,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_______mol。
③還原劑和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是_____________。
(2)操作①②③④⑤對應(yīng)的名稱分別是:萃取、_________、蒸餾、過濾、__________。蒸餾過程用到下圖裝置的名稱是A____________ B____________。
(3)為了除去無色液體中的Ca2+、Mg2+、SO42-,從可供選則試劑中選擇試劑b所代表的物質(zhì),按照滴加的順序依次是_______、_________、_________(填化學(xué)式)。
(4)調(diào)節(jié)pH=7是為了除去雜質(zhì)離子_______和________,以提高氯化鉀晶體的純度。
【答案】H2O2+2Br-+2H+=Br2 ↑+2H2O 0.4 2:1 分液 蒸發(fā)結(jié)晶 具支燒瓶 冷凝管 BaCl2 KOH K2CO3 OH- CO32-
【解析】
根據(jù)圖示可知,制備流程為:廢液中加入雙氧水,將溴離子氧化成溴單質(zhì),然后加入四氯化碳后通過萃取、分液分離出溴,通過操作③蒸餾得到四氯化碳和溴單質(zhì);無色液體Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-,分別加入BaCl2、K2CO3、KOH溶液過濾后得到無色溶液Ⅱ和固體A,再調(diào)節(jié)溶液Ⅱ的pH萃取碳酸根離子、氫氧根離子,得到無色溶液Ⅲ,最后通過蒸發(fā)結(jié)晶獲得氯化鉀固體;
(1)根據(jù)化學(xué)方程式H2O2+2KBr+2HCl=Br2+2H2O+2KCl寫出離子方程式;找到過氧化氫和轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之間的關(guān)系,找出還原劑和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比;
(2)加入CCl4的目的是萃取;緊接著萃取后的操作是將有機(jī)層與水層分開,叫做分液;從含有溴的CCl4溶液中分離得到CCl4和液溴的操作,是將兩種相互混溶的液體進(jìn)行分離的操作,叫做蒸餾;操作④完成后得到固體A和無色液體I,分離固體和液體的操作是過濾;操作⑤是從溶液中得到能溶解于水的氯化鉀晶體,是蒸發(fā)結(jié)晶;
(3)除去Ca2+,選用飽和K2CO3溶液;除去Mg2+,選用KOH溶液;除去SO42-,選用BaCl2溶液;
(4)無色液體Ⅱ中還含有雜質(zhì)離子CO32-和OH-;用pH試紙測定至pH=7。
制備流程為:廢液中加入雙氧水,將溴離子氧化成溴單質(zhì),然后加入四氯化碳后通過萃取、分液分離出溴,通過操作③蒸餾得到四氯化碳和溴單質(zhì);無色液體Ⅰ中含有K+、Cl、Ca2+、Mg2+、SO42,分別加入BaCl2、K2CO3、KOH溶液過濾后得到無色溶液Ⅱ和固體A,再調(diào)節(jié)溶液Ⅱ的pH萃取碳酸根離子、氫氧根離子,得到無色溶液Ⅲ,最后通過蒸發(fā)結(jié)晶獲得氯化鉀固體;
(1)由加入的CCl4及得到的深紅棕色液體知,試劑a能將Br氧化為Br2,試劑a應(yīng)具有氧化性,所以應(yīng)選用H2O2溶液,離子方程式為H2O2 +2Br-+2H+=Br2 ↑+2H2O,H2O2中氧的化合價從-1到-2,氧原子個數(shù)為2,全部降低,故1mol H2O2 發(fā)生反應(yīng)時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)2mol,每消耗0.2mol H2O2 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4mol;還原劑是溴化氫,還原產(chǎn)物為水,它們的物質(zhì)的量之比為2:1;
(2)由流程圖知,無色液體Ⅰ中含有K+、Cl、Ca2+、Mg2+、SO42,無色液體Ⅲ中只含有K+、Cl,則試劑b的作用是除去Ca2+、Mg2+、SO42;操作①是萃取,操作②是將互不相溶的兩種液體分開,為分液操作,操作③是將沸點(diǎn)不同、互溶的兩液體分開,為蒸餾操作,操作④是將溶液與沉淀分開,為過濾操作,操作⑤是將KCl從其水溶液中提取出來,為蒸發(fā)結(jié)晶操作,操作①、②、③、④、⑤的名稱是:萃取、分液、蒸餾、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶,蒸餾過程A為具支試管,B為冷凝管;
(3)由于除雜時除雜試劑需過量,且不能引入新雜質(zhì),所以除去Ca2+,選用飽和K2CO3溶液;除去Mg2+,選用KOH溶液;除去SO42,選用BaCl2溶液。要除去過量的BaCl2,要滿足BaCl2溶液在飽和K2CO3溶液之前加入即可;
(4)由以上知,無色液體Ⅱ中還含有雜質(zhì)離子CO32和OH,需用鹽酸來除去過量的OH及CO32,調(diào)節(jié)pH=7的操作方法是滴加鹽酸,無氣體產(chǎn)生時,用pH試紙測定至pH=7。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)已知:25 ℃、101 kPa時,C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH1=-110.5 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ/mol
試回答下列問題:
①碳的燃燒熱是:__________(填“ΔH1”或“ΔH2”);
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=__________kJ/mol。
(2)在25 ℃時,將0.2 mol NO2充入2 L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ/mol。5秒后反應(yīng)達(dá)到平衡,測得NO2的物質(zhì)的量為0.1 mol。試回答下列問題:
①5秒內(nèi),v(NO2)=__________mol/(L·s);
②若將該容器置于冰水中,氣體顏色將________(填“變深”“變淺”或“不變”);
③該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=________________。
(3)NaHSO3是中學(xué)化學(xué)常見的物質(zhì)。HSO3-在水溶液中存在如下兩個平衡:
HSO3-=H++SO32- Ka2
HSO3-+H2O=H2SO3+OH- Kh2
已知25 ℃時,Ka2>Kh2,則0.1 mol/L NaHSO3溶液:
①溶液呈__________(填“酸性”“堿性”或“中性”);
②溶液中c(Na+)______c(HSO3-)(填“>”“<”或“=”)。
(4)將除銹后的鐵釘用飽和食鹽水浸泡一下,放入下圖所示的具支試管中。
①幾分鐘后,可觀察到導(dǎo)管中的水柱________;
A.升高 B.降低
②水柱變化的原因是鐵釘發(fā)生了電化學(xué)腐蝕中的________;
A.析氫腐蝕 B.吸氧腐蝕
③該電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式為__________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)中既是化合反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng)的是
A.CaO + H2O = Ca(OH)2B.Ca + Cl2CaCl2
C.Fe + CuSO4 = FeSO4 + CuD.H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 ↓+ 2HCl
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】人體血液里 Ca2+的濃度一般采用mg/cm3 來表示。抽取一定體積的血樣加適量的草酸錢[(NH4)2C2O4]溶液,可析出草酸鈣(CaC2O4)沉淀,將此草酸鈣沉淀洗滌后溶于強(qiáng)酸可得草酸(H2C2O4),再用酸性KMnO4溶液與之反應(yīng)即可測定血液樣品中Ca2+的濃度。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)步驟測定血液樣品中Ca2+的濃度:
(實(shí)驗(yàn)探究一 : 配制酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液)如圖是配制l00mL酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的過程示意圖 :
(1)請你觀察圖示判斷其中不正確的操作有________________(填序號)。
(2)配置上述溶液,需要使用的玻璃儀器是量筒、燒杯、玻璃棒、_______________(填名稱)。
(3)按照圖示的操作配制溶液,所得KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度將________________(填 偏大 或 偏小 或者 無影響,下同)。如未冷卻至室溫就進(jìn)行液體轉(zhuǎn)移,則其所配的氯化鉀溶液的濃度_____;若用托盤天平時錯把砝碼放在左邊,把藥品放在右邊稱量,則其所配氯化鉀溶液的濃度_______。
(實(shí)驗(yàn)探究二:測定血液樣品中Ca2+的濃度)抽取血樣20.00mL經(jīng)過上述處理后得到草酸,再用0.020mol/L酸性KMnO4溶液與之反應(yīng),使草酸轉(zhuǎn)化成CO2 逸出,這時共消耗12.00mL酸性KMnO4溶液 。
(4)已知草酸跟酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為 :2MnO4-+5H2C2O4+6 H+ =2Mnx++l0CO2↑+8H2O 則式中的x=_______。
(5)經(jīng)過計算,血液樣品中Ca2+的濃度為____mg/mL。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span> | 反應(yīng)試劑及所需物質(zhì) | 選擇裝置 |
A | 制乙酸乙酯 | 無水乙醇、冰醋酸、濃硫酸、碎瓷片 | Ⅰ |
B | 進(jìn)行銀鏡實(shí)驗(yàn) | 銀氨溶液、乙醛 | Ⅱ |
C | 制葡萄糖酸 | 葡萄糖、3%溴水 | Ⅲ |
D | 制乙烯 | 無水乙醇、濃硫酸、碎瓷片 | Ⅳ |
[注:葡萄糖與3%溴水在55 ℃左右反應(yīng)]
A. AB. BC. CD. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于各圖像的解釋或結(jié)論不正確的是
A. 由甲可知:使用催化劑不影響反應(yīng)熱
B. 由乙可知:對于恒溫恒容條件下的反應(yīng)2NO2 (g)N2O4(g),A點(diǎn)為平衡狀態(tài)
C. 由丙可知:同溫度、同濃度的NaA溶液與NaB溶液相比,其pH前者小于后者
D. 由丁可知:將T1 ℃ 的A、B飽和溶液升溫至T2 ℃時,A與B溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲醛(HCHO)與葡萄糖相似具有強(qiáng)還原性,40%甲醛溶液沸點(diǎn)為96℃,易揮發(fā)。為探究過量甲醛和新制Cu(OH)2反應(yīng)的產(chǎn)物,進(jìn)行如下研究。
(1)在如圖裝置中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),向a中加入0.5 mol/LCuSO4溶液50 mL和5 mol/LNaOH溶液100 mL,振蕩,再加入40%的甲醛溶液50 mL,緩慢加熱a,在65 ℃時回流20分鐘后冷卻至室溫。反應(yīng)過程中觀察到有棕色固體生成,最后變成紅褐色,并有氣體產(chǎn)生。
①儀器b的名稱是_________,作用為_________。
②能說明甲醛具有還原性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________。
(2)為研究紅色固體產(chǎn)物的組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(以下每步均充分反應(yīng)):
已知:Cu2O [Cu(NH3)4]+(無色) [Cu(NH3)4]2+(藍(lán)色)
①搖動錐形瓶i的目的是_______。
②錐形瓶ii中固體完全溶解得深藍(lán)色溶液的離子方程式為_______。
③將容量瓶ii中的溶液稀釋100倍后,溶液的顏色與容量瓶i相近。由此可知固體產(chǎn)物的組成及物質(zhì)的量之比約為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)下面的四個裝置圖判斷下列說法錯誤的是( )
A. 可以用圖甲裝置來證明非金屬性:S>C>Si
B. 可以用圖乙裝置來檢驗(yàn)是否有還原性氣體生成
C. 可以用圖丙裝置來制備并用向上排空氣法收集氨氣
D. 可以用圖丁裝置來演示Cl2的噴泉實(shí)驗(yàn)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)如圖所示,若C為濃硝酸,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe ,A電極材料為Cu,則B電極的電極反應(yīng)式為___________,A電極的電極反應(yīng)式為_______;反應(yīng)進(jìn)行一段時間后溶液C的pH將___ (填“升高”“降低”或“基本不變”)。
(2)我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池作為能源的新型的海水標(biāo)志燈,以海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘,就會發(fā)出耀眼的白光。則電源的負(fù)極材料是____,負(fù)極反應(yīng)為___________;正極反應(yīng)為_____________________________。
(3)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì),空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì),制得?/span>650 ℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)電池反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)式為2CO+2CO32--4e-=4CO2,正極反應(yīng)式為___________,電池總反應(yīng)式為_______。
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