納米氧化鎂具有特殊的熱、光、電、力學(xué)和化學(xué)等性能,有廣泛的應(yīng)用前景。下圖是利用海水制鹽的副產(chǎn)品制備納米氧化鎂的流程圖。
(1)操作I包括蒸發(fā)結(jié)晶、____________。
(2)操作I后得到的母液中鎂離子濃度為1.8×10-3 mol·L-1,要使鎂離子產(chǎn)生沉淀,溶液的pH最低應(yīng)為_____________。(已知:Ksp[Mg(OH)2]= 1.8×10-11)
(3)反應(yīng)I中CO(NH2)2與H2O反應(yīng)生成CO2和NH3·H2O,還發(fā)生另一主要化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
(4)某科研小組研究反應(yīng)I在378K~398K時(shí)的反應(yīng)時(shí)問(wèn)、反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比等因素對(duì)制備納米氧化鎂產(chǎn)率的影響。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表:
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) | T/K | 反應(yīng) 時(shí)間/h | 反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比 n[CO(NH2)2]∶n[MgCl2?6H2O] | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> |
① | 378 | 3 | 3∶1 | (I)實(shí)驗(yàn)①和③探究探究反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比對(duì)產(chǎn)率的影響; (II)實(shí)驗(yàn)②和④探究 ; (III)實(shí)驗(yàn)②和 探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn) 率的影響。 |
② | 378 | 4 | 4∶1 | |
③ | 378 | 3 | | |
④ | 398 | 4 | 4∶1 |
(16分)
(1)過(guò)濾(2分)(寫趁熱過(guò)濾1分)
(2)10(3分)
(3)Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓ + 2NH4+ (3分)
(4)③4∶1 (2分) (II)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響(2分) (III)③(1分)
(5)其他條件相同時(shí),在376K~411K,納米MgO的產(chǎn)率隨溫度升高而升高,之后納米MgO的產(chǎn)率隨溫度升高而降低(或其他條件相同時(shí),納米MgO的產(chǎn)率隨溫度的升高先升高后降低,或396K左右納米MgO產(chǎn)率最高)(3分)
解析試題分析:(1)較高溫度時(shí)NaCl等溶解度小于MgCl2等物質(zhì),聯(lián)系海水曬鹽推斷,操作I包括蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾,濾渣主要成分是粗鹽,濾液主要成分是MgCl2等;(2)由于Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)?c2(OH-),則c2(OH-)=,c(OH-)==mol/L=1.0×10-4 mol/L;由于Kw= c(H+)?c(OH-),則c(H+)== mol/L=1.0×10-10 mol/L;由于pH="—lg" c(H+)=10,則使鎂離子開始沉淀的pH最小為10;(3)可溶性鎂鹽溶液與氨水反應(yīng)可以制取氫氧化鎂,該反應(yīng)為Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓ + 2NH4+ ;(4)(I)實(shí)驗(yàn)①和③探究探究反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比對(duì)產(chǎn)率的影響,則實(shí)驗(yàn)①和③中其它條件都相同,只有反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比不同,①中反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比為3∶1,③中反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比為4∶1;(II)實(shí)驗(yàn)②和④的其它條件相同,只有反應(yīng)溫度分別是378K、398K,則這組實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度對(duì)產(chǎn)率的影響;(III)實(shí)驗(yàn)①和②的其它條件都相同,只有反應(yīng)時(shí)間分別為3h、4h,因此該組實(shí)驗(yàn)的密度是探究反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響;(5)讀圖,橫坐標(biāo)表示反應(yīng)溫度,縱坐標(biāo)表示納米MgO產(chǎn)率,在其它條件相同或不變時(shí),在378K~411K之間,納米MgO的產(chǎn)率隨溫度升高而升高,之后納米MgO的產(chǎn)率隨溫度升高而降低(或其他條件相同時(shí),納米MgO的產(chǎn)率隨溫度的升高先升高后降低,或396K左右納米MgO產(chǎn)率最高)。
考點(diǎn):考查有關(guān)物質(zhì)制備的化學(xué)工藝流程,涉及混合物分離提純的操作方法、溶度積、水的離子積、溶液的pH、離子方程式、設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案、根據(jù)圖像規(guī)律溫度對(duì)產(chǎn)率的影響規(guī)律等。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題
根據(jù)右圖裝置和表中提供的物質(zhì)完成實(shí)驗(yàn)室制取、收集表中氣體并進(jìn)行尾氣處理 (省略?shī)A持、加熱及凈化裝置),最合理的選項(xiàng)是
選項(xiàng) | a中的物質(zhì) | b中的物質(zhì) | c中收集的氣體 | d中的物質(zhì) |
A | 濃氨水 | CaO | NH3 | H2O |
B | 稀硫酸 | 石灰石 | CO2 | NaOH溶液 |
C | 稀硝酸 | Cu | NO2 | H2O |
D | 濃鹽酸 | MnO2 | Cl2 | NaOH溶液 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題
下列反應(yīng)適用于實(shí)驗(yàn)室制備氧氣的是
①高錳酸鉀熱分解 2KMnO4K2MnO4+MnO2+ O2↑
②硝酸銨熱分解 2NH4NO3 4H2O+2N2↑+ O2↑
③過(guò)氧化氫催化分解 2H2O2 2H2O +O2↑
④二氧化氮熱分解 2NO2 2NO+ O2↑
A.只有① | B.①和② | C.①和③ | D.①③④ |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
高氯酸銨可用于火箭推進(jìn)劑,實(shí)驗(yàn)室可由NaClO3等原料制取(部分物質(zhì)溶解度如圖),其實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)氯酸鈉受熱分解生成高氯酸鈉和氯化鈉的化學(xué)方程式為 。
(2)80℃時(shí)浸取液冷卻至0℃過(guò)濾,濾渣的主要成分為 (寫化學(xué)式)。
(3)反應(yīng)器中加入氯化銨飽和溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(4)已知:2NH4ClO4 N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O,現(xiàn)可提供下列試劑:
a.飽和食鹽水 b.濃H2SO4 c.NaOH溶液 d.Mg e.Cu f.Fe
利用下圖裝置對(duì)高氯酸銨熱分解產(chǎn)生的三種氣體進(jìn)行分步吸收或收集。
①E中收集到的氣體可能是 (填化學(xué)式) 。
②裝置D的作用可能是 。
③A、B、C中盛放的藥品依次可以是 (選填:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。
Ⅰ. a b d Ⅱ. c b e Ⅲ. b c f
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
為了提高資源利用率,減少環(huán)境污染,化工集團(tuán)將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈,如下圖所示。
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)鈦鐵礦進(jìn)入氯化爐前通常采取洗滌、粉碎、烘干、預(yù)熱等物理方法處理,請(qǐng)從原理上解釋粉碎的作用___________________;已知氯化爐中反應(yīng)氯氣和焦炭的理論用料物質(zhì)的量比為7∶6,則氯化爐中的還原劑化學(xué)式是________________________;
(2)已知:①M(fèi)g(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) △H=-641kJ?molˉ1
② 2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s) △H=-512kJ?molˉ1
則Ti(s)+2Cl2(g)= TiCl4(s) △H= ;
(3)Ar氣通入還原爐中并不參與反應(yīng),通入Ar氣的作用是_______________________;
(4)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池。已知該燃料電池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4OHˉ=2CO32ˉ+6H2O,該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是:2CH3OH-12eˉ+16OHˉ=2CO32ˉ+12H2O。則正極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:___________。工作一段時(shí)間后,測(cè)得溶液的pH是____(填“減小”、“增大”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
化學(xué)小組采用類似制乙酸乙酯的裝置(如下圖),用環(huán)己醇制備環(huán)己烯。
已知:
| 密度(g/cm3) | 熔點(diǎn)(℃) | 沸點(diǎn)(℃) | 溶解性 |
環(huán)己醇 | 0.96 | 25 | 161 | 能溶于水 |
環(huán)己烯 | 0.81 | -103 | 83 | 難溶于水 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:問(wèn)答題
硫酸亞錫(SnSO4)、四氯化錫(SnCl4)常用于印染和電鍍工業(yè)。
(1)某研究小組設(shè)計(jì)SnSO4制備路線如下:
已知:酸性條件下,錫在水溶液中有Sn2+、Sn4+兩種主要存在形式,Sn2+易被氧化;SnCl2極易水解。
①SnCl2酸溶后加入Sn粉的作用是 ;
②步驟Ⅱ中用到的玻璃儀器除燒杯外還有 ;步驟Ⅳ中需要洗滌固體SnO中含有的雜質(zhì),檢驗(yàn)SnO中的Cl-是否洗滌干凈的操作為 。
③步驟Ⅴ涉及到的操作有:a.過(guò)濾 b.洗滌 c.蒸發(fā)濃縮 d.冷卻結(jié)晶 e.低溫干燥,則其正確的操作順序?yàn)?u> 。
(2)實(shí)驗(yàn)室擬用以下裝置,用熔融的金屬錫與干燥純凈的氯氣制取無(wú)水SnCl4(SnCl4熔點(diǎn)-33℃,沸點(diǎn)114.1℃,遇潮濕空氣極易水解),此反應(yīng)過(guò)程放出大量的熱。
①裝置C中應(yīng)加入試劑為 ;儀器E的名稱為 。
②反應(yīng)開始生成SnCl4時(shí),可以先熄滅 (填字母序號(hào))處的酒精燈,理由是 。
③該實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)尚存在缺陷,改進(jìn)的方法是(包括儀器、試劑及連接位置等) 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(14分)正丁醚(CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3)是一種化工原料,常溫下為無(wú)色液體,不溶于水,沸點(diǎn)為142.4℃,密度比水小。某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置合成正丁醚(其它裝置均略去),發(fā)生的主要反應(yīng)為:2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:在容積為100mL的三頸燒瓶中將5mL濃硫酸、14.8g正丁醇和幾粒沸石混合均勻,再加熱回流一段時(shí)間,收集到粗產(chǎn)品,精制得到正丁醚;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)合成粗產(chǎn)品時(shí),液體試劑加入順序是 。
(2)實(shí)驗(yàn)中冷凝水應(yīng)從 口出去(填“a”或“b”)。
(3)為保證反應(yīng)溫度恒定在135℃,裝置C中所盛液體必須具有的物理性質(zhì)為 。
(4)加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或溫度過(guò)高,反應(yīng)混合液會(huì)變黑,寫出用NaOH溶液吸收有毒尾氣的離子方程式 。
(5)得到的正丁醚粗產(chǎn)品依次用8 mL50%的硫酸、10 mL水萃取洗滌。該步驟中需要的屬于硅酸鹽材質(zhì)的實(shí)驗(yàn)儀器是燒杯、玻璃棒、 。該儀器使用前需要 。
(6)將分離出的有機(jī)層用無(wú)水氯化鈣干燥,過(guò)濾后再進(jìn)行 (填操作名稱)精制得到正丁醚。
(7)本實(shí)驗(yàn)最終得到6.50g正丁醚,則正丁醚的產(chǎn)率是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
可用如圖所示裝置制取、凈化、收集的氣體是
A.鋅和稀硝酸反應(yīng)制一氧化氮 |
B.亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)制二氧化硫 |
C.鐵和稀硫酸反應(yīng)制氫氣 |
D.濃氨水和生石灰反應(yīng)制取氨氣 |
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