重铬酸钾(K2Cr2O7)为用途极广的铬化合物。铬铁矿的主要成分可表示为FeO?Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程
如下图所示:
已知:①K2Cr2O7有强氧化性
②NaFeO2遇水强烈水解
③Cr2O72-+ H2O 2CrO42- + 2H+
请回答:
(1)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是 。
(2)滤液1的成分除NaOH、Na2CrO4外,还含有(填化学式) ;
生成滤渣1中红褐色物质的反应离子方程式是 。
(3)由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应加入的试剂是 。
(4)向Na2Cr2O7溶液中加入K2SO4固体,发生复分解反应而制得K2Cr2O7。生成K2Cr2O7晶体的过程是:加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。试简述此法能够制得K2Cr2O7晶体的原因是: ;
洗涤时应选用 (选填字母)。
A.蒸馏水 | B.酒精 | C.稀硫酸 | D.饱和K2SO4溶液 |
(1)4FeO?Cr2O3 + 7O2 + 20NaOH8Na2CrO4 + 4NaFeO2— + 10H2O(2分)
(2)NaAlO2、Na2SiO3(2分); FeO2— + 2H2O=OH —+ Fe(OH)3↓(2分)
(3)(稀)硫酸(1分)
(4)同温下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7,冷却时会结晶析出(2分); A(1分)
(5)6Fe2+ + Cr2O72— + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O(2分)
解析试题分析:(2)由题目信息可知,铬铁矿的主要成分FeO?Cr2O3,含有SiO2、Al2O3等杂质,SiO2与NaOH发生反应生成Na2SiO3,Al2O3与NaOH发生反应,生成NaAlO2,故还含有Na2SiO3、NaAlO2。滤渣1中红褐色物质是由于NaFeO2水解生成氢氧化钠与氢氧化铁,反应方程式为NaFeO2+2H2O═NaOH+Fe(OH)3,
(3)由工艺流程可知,Na2CrO4在酸性条件下转化为Na2Cr2O7,故需加入的物质为稀硫酸。
(4)Na2Cr2O7溶液中加入K2SO4固体能够发生复分解反应,说明同温下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7,便于结晶析出晶体。
考点:制备实验方案的设计;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
CaCl2常用于冬季道路除雪,建筑工业的防冻等,实验室常用作干燥剂。工业上常用大理石(含有少量Al3+、Fe2+、Fe3+等杂质)来制备。下图为实验室模拟其工艺流程:
已知:常温下,溶液中的Fe3+、Al3+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为:3.7,4,9.7。
(1)反应Ⅰ中,需将大理石粉碎、搅拌,同时适当加热,其目的是: 。写出反应Ⅰ中主要反应的离子方程式: 。
(2)上述使用盐酸的浓度为10%,若用37%的浓盐酸来配制500mL的此盐酸所需的玻璃仪器有:玻璃杯、量筒、烧杯、胶头滴管、 。
(3)反应Ⅱ中的离子方程式: 。
(4)反应Ⅲ中必须控制加入Ca(OH)2的量,使溶液的pH约为8.0,此时沉淀a的成分为: ,若pH过大,则可能发生副反应的离子方程式: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上。
A.萃取分液 | B.升华 | C.结晶 | D.分液 E.蒸馏 F.层析 G.过滤 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
高铁酸钾是一种新型高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:
①在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4
3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH=2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4:Na2FeO4 + 2KOH=K2FeO4 + 2NaOH
主要的生产流程如下:
(1)加入盐酸调节溶液pH时需用pH试纸粗略测试pH以控制加入盐酸的量。实验室用pH试纸测定溶液pH的操作是 。
(2)流程图中“转化”(反应③)是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4) Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。
工业生产中最佳温度为 ℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为 。
(4)K2FeO4在水溶液中易“水解”:4FeO42- + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH- + 3O2。在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用 溶液(填序号)。
A.H2O | B.CH3COONa、异丙醇 | C.NH4Cl、异丙醇 | D.Fe(NO3)3、异丙醇 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
工业上用某矿渣(主要成分为Cu2O,还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下:
(固体混合物B经处理后可回收铜)
已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。
(1)实验操作Ⅰ的名称为_________;在空气中灼烧固体混合物D时,用到多种硅酸盐材质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有_________(填仪器名称)。
(2)滤液A中铁元素的存在形式为_______(填离子符号),生成该离子的离子方程式为_____________________。
检验滤液A中存在该离子的试剂为 (填试剂名称)。
(3)常温下,等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH-)前者为后者的108倍,则两种溶液的pH=_______。
(4) ①利用电解法进行粗铜精炼时,下列叙述正确的是________(填代号)。
a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.精铜作阴极,电解后电解液中Cu2+浓度减小
d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂,测定粗铜样品中金属铜的质量分数,涉及的主要步骤:称取一定质量的样品→_____________________ _______→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤,不必描述操作过程的细节)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。
粗食盐常含有少量Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—等杂质离子,实验室提供的试剂如下:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。实验室提纯NaCl的流程如下:
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—离子,选出A所代表的多种试剂,按滴加顺序依次为i NaOH ii iii (填化学式)。
(2)请写出下列试剂加入时发生反应的离子反应方程式:
加入试剂i: ;
加入试剂iii: 。
(3)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂 为 。(从提供的试剂中选)
(4)实验中用到的盐酸的物质的量浓度为0.400mol/L,现实验室某浓盐酸试剂瓶上的有关数据如下:
欲用上述浓盐酸配制实验所需浓度的稀盐酸480mL,
①配制需要的玻璃仪器有 (填仪器名称)
②需量取的浓盐酸的体积为: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某同学用废于电池内的黑色固体(可能含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质)进行如下实验:
(1)上述三步操作中都用到的一种玻璃仪器是_____________________________。
(2)将灼烧后的固体移入试管,滴加双氧水,能迅速产生一种使带火星的木条复燃的气体,由此推断黑色固体中含有MnO2,其在反应中的作用为________,写出该反应的化学方程式_______________。MnO2有一定的氧化性,请写出一个MnO2作氧化剂的反应的化学方程式_____________________________________。
(3)验证步骤②的滤液中含有NH4+,下面是某一实验方案记录片断。请填写下列空白:
实验操作:_______________________________________________________________。
实验现象:有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生。
实验结论:滤液中有NH4+存在。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
现有失去标签的CaCl2、AgNO3、HCl、和Na2CO3四瓶溶液。为了确定四种溶液的成分,将它们编号为A、B、C、D后进行化学实验。实验记录如下:
实验顺序 | 实验内容 | 实验现象 |
① | A + B | 无明显现象 |
② | B + D | 有无色无味气体放出 |
③ | C + B | 有白色沉淀生成 |
④ | A + D | 有白色沉淀生成 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂,广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。用低浓度的双氧水和饱和尿素溶液在一定条件下可以合成过氧化尿素。反应的方程式为:CO(NH2)2+H2O2CO(NH2)2·H2O2。过氧化尿素的部分性质如下:
分子式 | 外观 | 热分解温度 | 熔点 | 溶解性 |
CO(NH2)2?H2O2 | 白色晶体 | 45℃ | 75~85℃ | 易溶于水、有机溶剂 |
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