【題目】工業(yè)上常常會大量的廢料,如果不加以回收利用甚至會造成環(huán)境污染,某化學興趣小組設(shè)計了如下實驗流程,用含有鋁、鐵和銅的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體(FeSO4·7H2O)和膽礬晶體。
請回答:
(1)寫出步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式:_________________________。
(2)步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需進行的實驗操作是____________。
(3)進行步驟Ⅱ時,該小組用如圖所示裝置及試劑制取CO2并將制得的氣體通入溶液A中。一段時間后,觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會逐漸減少。為了避免固體C減少,可采取的改進措施是____________________。
(4)用固體F制備CuSO4溶液,可設(shè)計以下三種途徑:
寫出途徑②中反應(yīng)的離子方程式:__________________________,
請選出你認為的最佳途徑并說明選擇的理由:______________________________。
【答案】
(1)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
(2)稀硫酸(或H2SO4);過濾
(3)在裝置a、b之間增加一個盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶(其他合理答案均可)
(4)3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O;最佳途徑為②;因為耗酸少,且不產(chǎn)生污染氣體
【解析】
試題分析:鋁、鐵和銅的合金中只有金屬鋁可以和氫氧化鈉之間反應(yīng)生成溶液A偏鋁酸鈉,固體B是金屬鐵和金屬銅,A中通入過量的二氧化碳可以得到氫氧化鋁沉淀C和碳酸氫鈉溶液D,金屬鐵可以和硫酸之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,但是金屬銅和稀硫酸之間不反應(yīng),硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可以獲得綠礬晶體,金屬銅可以獲得膽礬晶體。
(1)步驟Ⅰ加過量的氫氧化鈉,金屬鋁和氫氧化鈉反應(yīng),金屬鋁溶解其中生成偏鋁酸鈉溶液,即2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應(yīng),金屬銅和稀硫酸之間不反應(yīng),但是金屬鐵可以和稀硫酸之間反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,進而制的綠礬晶體,步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是固體和液體的分離操作,應(yīng)該是過濾,故答案為:稀硫酸或H2SO4;過濾;
(3)進行步驟Ⅱ時,該小組用如圖2所示裝置及試劑將制得的CO2氣體通入溶液A中.一段時間后,觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀逐漸減少,其原因是二氧化碳氣體中含有從鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體,氯化氫在水中溶解了部分沉淀氫氧化鋁,發(fā)生的反應(yīng)為Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,為了避免固體C減少,可在制取二氧化碳的收集裝置中增加一個洗去氯化氫的裝置,二氧化碳在飽和碳酸氫鈉中不溶,氯化氫和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳氣體,所以可在裝置I和Ⅱ之間增加一個盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶,除去二氧化碳中的氯化氫,故答案為:在裝置I和Ⅱ之間增加一個盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶;
(4)金屬銅可以和硝酸之間反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水,即3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,銅不能和稀硫酸反應(yīng),但是當加熱并通入空氣之后,銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅,然后氧化銅會和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅,不會產(chǎn)生污染大氣的氣體,該過程原料利用率高,所以途徑②最佳,故答案為:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O;途徑②最佳,理由是原料利用率高,環(huán)境污染小。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在無色透明溶液中,下列各組中的離子一定能大量共存的是:
A. K+、Fe2+、NO3-、H+ B. Na+、Pb2+、NO3-、SO42-
C. Na+、H+、Cl-、CO32- D. Na+、Ca2+、Cl-、NO3-
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用說法正確的是
A.氫氧化鈉用于治療胃潰瘍病人的胃酸過多癥
B.金屬鈉具有強的還原性,可利用鈉和TiCl4溶液反應(yīng)制取金屬Ti
C.糖類、油脂、蛋白質(zhì)在一定條件下均可以水解
D.在常溫下,濃硫酸、濃硝酸能用鐵罐儲運
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下圖所示:
對上述流程中的判斷正確的是( )
①試劑X為稀硫酸,沉淀中含有硅的化合物
②反應(yīng) II 中生成Al(OH)3的反應(yīng)為:CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-
③結(jié)合質(zhì)子(H+) 的能力由弱到強的順序是OH->AlO2->CO32-
④Al2O3熔點很高,工業(yè)上還可采用電解熔融AlCl3冶煉Al
A. ①② B.②③ C.①④ D.③④
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】聯(lián)合國衛(wèi)生組織經(jīng)過嚴密的科學分析,認為我國的鐵鍋是最理想的炊具,并向全世界大力推廣,其主要原因是( )
A. 價格便宜 B. 烹飪的食物中留有鐵元素
C. 導熱性好 D. 熔點高
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【題目】納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,下表為制取Cu2O的三種方法:
(1)已知:2Cu (s)+O2(g) =Cu2O(s) △H=-a kJ·mol-1
C (s)+O2(g) =CO (g) △H=-b kJ·mol-1
Cu (s)+O2(g) =CuO (s) △H=-c kJ·mol-1
則方法I發(fā)生的反應(yīng):2CuO(s) +C(s) =Cu2O(s)+CO(g);△H__________kJ·mol-1
(2)工業(yè)上很少用方法I制取Cu2O,是由于方法I反應(yīng)條件不易控制,若控溫不當,會降低Cu2O產(chǎn)率,請分析原因:__________________。
(3)方法II為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)逐原新制Cu (OH)2來制備納米級Cu2O,同時放出N2,該制法的化學方程式為____________________。
(4)方法III采用離子交換膜控制電解液中OH-的濃度而制備納米Cu2O,裝置如圖所示,寫出電極反應(yīng)式并說明該裝置制備Cu2O的原理________________________。
(5)在相同的密閉容器中,用以上兩種方法制得的Cu2O分別進行催化分解水的實驗:
2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) △H>O,水蒸氣的濃度(mol/L)隨時間t(min)變化如下表所示
下列敘述正確的是_________(填字母代號).
a.實驗的溫度:T2<T1
b.實驗①前20min的平均反應(yīng)速率v(O2)=7×10- 5mol/(L·min)
c.實驗②比實驗①所用的Cu2O催化效率高
d.實驗①、②、③的化學平衡常數(shù)的關(guān)系:K1=K2<K3
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在合成氨時,可以提高H2轉(zhuǎn)化率的措施( 。
A. 延長反應(yīng)時間 B. 充入過量H2 C. 充入過量N2 D. 升高溫度
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列實驗現(xiàn)象預(yù)測正確的是
A. 實驗I:振蕩后靜置,上層溶液顏色保持不變
B. 實驗II:酸性KMnO4溶液中無明顯現(xiàn)象
C. 實驗III:微熱稀HNO3片刻,溶液中有氣泡產(chǎn)生,廣口瓶內(nèi)始終保持無色
D. 實驗IV:繼續(xù)煮沸溶液至紅褐色,停止加熱,當光束通過體系時可產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法錯誤的是
A. 抗酸藥能中和胃里過多的鹽酸,緩解胃部不適 ,是一類治療胃痛的藥
B. 碳酸鎂、碳酸鋇都能制成抗酸藥
C. 青霉素有阻止多種細菌生長的優(yōu)異功能,雖經(jīng)1×107倍稀釋,仍有療效
D. 青霉素是重要的消炎藥
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