【題目】以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料制備硼酸(H3BO3)。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)流程中“反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:
①反應(yīng)時(shí)需控制在95℃進(jìn)行,控制反應(yīng)溫度的適宜方法是____。
②反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處理,請(qǐng)從圖中選擇合適的裝置____(填字母代號(hào))。
(2)根據(jù)如圖所示,流程中“過(guò)濾”操作的適宜溫度是________(填字母代號(hào))。
A.0-20℃ B.20-40℃ C.50-60℃ D. 60-80℃
(3)根據(jù)H3BO3的電離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH)4-,Ka=5.7×10-10,可判斷H3BO3是____酸;將溶液pH調(diào)解至3.5目的是____。
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)若被強(qiáng)堿濺到皮膚,先用大量水沖洗,水洗后再涂上硼酸溶液,寫(xiě)出有關(guān)離子方程式:____。
(5)實(shí)驗(yàn)中得到的粗硼酸還需要重結(jié)晶進(jìn)行提純,重結(jié)晶得到的母液可以在下一次重結(jié)晶時(shí)重復(fù)使用,但達(dá)到一定次數(shù)后必須凈化處理,原因是____。
(6)預(yù)測(cè)定硼酸的純度,因硼酸酸性過(guò)弱不能直接滴定?上葘⑴鹚崤c甘油作用生成甘油硼酸(Ka=8.4×10-6),再用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(酚酞作指示劑)。已知硼酸的摩爾質(zhì)量為61.8g·mol-1,滴定前稱取3.00g硼酸試樣,配成250mL溶液,每次取25.00mL于錐形瓶中滴定,消耗0.2000mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)液的平均體積為20.00mL。
①計(jì)算所得硼酸的純度____
②若用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定硼酸,測(cè)得的硼酸的純度將____(填字母代號(hào))。
A.偏大 B.偏小 C.無(wú)影響 D.無(wú)法確定
【答案】水浴加熱 B C 一元弱酸 轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進(jìn)析出 H3BO3+OH-=B(OH)4- 多次使用后母液中雜質(zhì)的濃度增大,再次重結(jié)晶時(shí),會(huì)析出雜質(zhì),影響產(chǎn)品的純度 82.4% B
【解析】
硼鎂礦(含 Mg2B2O5H2O、SiO2 及少量 Fe2O3、Al2O3)加入(NH4)2SO4溶液,得到氣體,根據(jù)硼鎂礦和硫酸銨化學(xué)式知,得到的氣體為NH3,過(guò)濾中得到的濾渣為難溶性的SiO2、Fe2O3、Al2O3,調(diào)節(jié)溶液pH=3.5時(shí)得到H3BO3;
(1)①水浴加熱可以受熱均勻,更好的控制溫度;
②據(jù)流程圖知硼鎂礦粉中加入硫酸銨溶液產(chǎn)生的氣體為氨氣,氨氣極易溶于水,屬于堿性氣體,所以選擇既要防制倒吸,又能和氨氣反應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行除雜處理;
(2)根據(jù)圖2可知溫度為50-60℃之間時(shí)兩者的溶解度差值最大;
(3)根據(jù)H3BO3的電離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH)4-,Ka=5.7×10-10,只能電離出一個(gè)H+;將溶液pH調(diào)解至3.5有利于強(qiáng)酸制弱酸;
(4)硼酸屬于一元弱酸,能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水;
(5)由于使用的次數(shù)較多后,母液中雜質(zhì)的濃度增大,影響產(chǎn)品純度,所以進(jìn)行必須凈化處理;
(6)①由于H3BO3是一元 酸,所以消耗NaOH的物質(zhì)的量與H3BO3的物質(zhì)的量為1:1,則,所以根據(jù)m=nM可求出樣品中硼酸的質(zhì)量,最終可求出純度;
②若用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶波直接滴定硼酸,生成的硼酸鈉水解顯堿性,由于硼酸是很弱的酸,越弱越水解,會(huì)導(dǎo)致加入的NaOH量偏少就達(dá)到滴定終點(diǎn),所以會(huì)導(dǎo)致硼酸的純度偏小。
(1)①控制溫度在100℃以下,一般用水浴加熱;
②加入(NH4)2SO4后生成的氣體為NH3,NH3極易溶于水,吸收時(shí)需要注意防倒吸。
A.多孔泡球浸入硫酸中,不能防倒吸,A錯(cuò)誤;
B.球形干燥管插入硫酸中,有防倒吸的功能,B正確;
C.堿石灰不能吸收NH3,C錯(cuò)誤;
D.飽和食鹽水可以溶解NH3,不能防倒吸,D錯(cuò)誤;
故選B;
(2)過(guò)濾后要得到硼酸,需要讓硼酸基本不溶,而MgSO4幾乎全溶,圖中50-60℃時(shí)MgSO4的溶解度最大,而硼酸的溶解度較小,符合題意,故選C;
(3)由H3BO3的電離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH)4-可知H3BO3是一元酸,由Ka=5.7×10-10可知H3BO3是弱酸;由于H3BO3是弱酸,調(diào)pH至3.5目的是讓溶液中的硼酸鹽轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進(jìn)析出;
(4)硼酸是弱酸,可以與堿反應(yīng),根據(jù)已知H3BO3的電離反應(yīng),可以看出硼酸與堿反應(yīng)的離子方程式是:H3BO3+OH-=B(OH)4-;
(5)每次結(jié)晶后,雜質(zhì)都會(huì)留在母液中,多次使用后母液中雜質(zhì)的濃度增大,再次重結(jié)晶時(shí),會(huì)析出雜質(zhì),影響產(chǎn)品的純度;
(6)①滴定至終時(shí),消耗0.2000mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)液的平均體積為20.00mL,這些NaOH的物質(zhì)的量為,由于H3BO3是一元 酸,所以消耗NaOH的物質(zhì)的量與H3BO3的物質(zhì)的量為1:1,則。所以樣品中硼酸的質(zhì)量為,純度為;
②若用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶波直接滴定硼酸,生成的硼酸鈉水解顯堿性,由于硼酸是很弱的酸,越弱越水解,會(huì)導(dǎo)致加入的NaOH量偏少就達(dá)到滴定終點(diǎn),所以會(huì)導(dǎo)致硼酸的純度偏小,故選B;
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( )
A.7.8g苯含σ鍵的數(shù)目為0.6NA
B.將Cl2通入FeBr2溶液中,有1molBr2生成時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
C.1molNH4NO3完全溶于稀氨水中,溶液呈中性,溶液中NH的數(shù)目為NA
D.有鐵粉參加的反應(yīng)若生成3molFe2+,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定為6NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E、F、G、H為八種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。A、F的最外層電子數(shù)分別等于各自的電子層數(shù),其中A的單質(zhì)在常溫下為氣體。C與B、H在元素周期表中處于相鄰位置,這三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為17。D與F同周期。G的單質(zhì)常用作半導(dǎo)體材料。請(qǐng)回答:
(1)C和H分別與A形成的簡(jiǎn)單化合物沸點(diǎn)較高的是________(填化學(xué)式),理由是_____________。
(2)C、E形成的簡(jiǎn)單離子半徑大。r(C)______r(E)(填>、<或=)
(3)請(qǐng)寫(xiě)出F最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物在水溶液中的電離方程式______________。
(4)B與G形成的化合物常用于做耐高溫材料,工業(yè)可用碳熱還原法制。簩G的氧化物與B的單質(zhì)在1400℃條件下和足量的碳反應(yīng),請(qǐng)寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式_____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】使用膽礬(CuSO45H2O)配制0.1mol/L的硫酸銅溶液,正確的操作是_______
A.將膽礬加熱除去結(jié)晶水后,稱取16g溶解在1L水中
B.稱取25g膽礬溶于水,然后將此溶液稀釋至1L
C.稱取25g膽礬溶解在1L水里
D.將16g膽礬溶于水,然后將此溶液稀釋至1L
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】化合物I是β—氨基酮類化合物。利用Michael加成反應(yīng)合成I的路線如圖,回答下列問(wèn)題:
已知:①Michael加成反應(yīng)通式為:A—CH2—R+(A,Y可以是CHO、C=O、COOR等;B可以是OH—、CH3CH2O—、等)
②
(1)A→B的化學(xué)方程式為___。
(2)化合物C和I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為___、___。
(3)B→C和E→F的反應(yīng)類型分別是___、___。
(4)寫(xiě)出符合下列條件的D的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___。
①與氫氧化鈉完全反應(yīng)時(shí),二者物質(zhì)的量之比為1:2;
②有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫;
③能使FeCl3溶液顯紫色。
(5)寫(xiě)出以苯甲醛、丙酸甲酯和為原料合成的合成路線___(其它試劑任選)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關(guān)敘述正確的是
A.1molAl分別與足量的稀硫酸和稀硝酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為3NA
B.0.1molN4S4(結(jié)構(gòu)如圖所示)含有NA個(gè)S—N鍵
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol甲基(—14CD3)所含的中子數(shù)為10NA
D.1molCH3COOC2H5在稀硫酸中水解可得到的乙醇分子數(shù)為NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】室溫下,利用如圖所示,可回收酸性廢水中低濃度的銅,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.電極2為正極,只發(fā)生反應(yīng):Cu2++2e—=Cu
B.Y為陰離子交換膜,2室流出的溶液是Na2SO4溶液
C.每8molNaOH參加反應(yīng),有8mol電子轉(zhuǎn)移
D.此裝置在回收銅的同時(shí)還有電流產(chǎn)生
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場(chǎng)的作用下,兩膜中間的Na+和SO42-可通過(guò)離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是
A. 通電后中間隔室的SO42-離子向正極遷移,正極區(qū)溶液pH增大
B. 該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品
C. 負(fù)極反應(yīng)為2H2O–4e–=O2+4H+,負(fù)極區(qū)溶液pH降低
D. 當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子的電量時(shí),會(huì)有0.5mol的O2生成
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示(圖中 E1 表示無(wú)催化劑時(shí)正反應(yīng)的活化能,E2 表示無(wú)催化劑時(shí)逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述不正確的是
A.該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度可提高活化分子的百分?jǐn)?shù)
B.該反應(yīng)中,反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能
C.500℃、101kPa 下,將 1molSO2(g)和 0.5molO2(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)生成 SO3(g)放熱 akJ,其熱化學(xué)方程式為 2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ΔH<-2a kJ·mol-l
D.ΔH=E1-E2,使用催化劑改變活化能,但不改變反應(yīng)熱
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