精制氯化鉀在工業(yè)上可用于制備各種含鉀的化合物。完成下列填空:
(1)工業(yè)氯化鉀中含有Fe3+、SO42、Br等雜質(zhì)離子,可按如下步驟進(jìn)行精制,完成各步內(nèi)容。
①溶解;②加入試劑至Fe3+、SO42沉淀完全,煮沸;③_____________________;④加入鹽酸調(diào)節(jié)pH;
⑤___________________(除Br);⑥蒸干灼燒。
步驟②中,依次加入的沉淀劑是NH3·H2O、________、________。
證明Fe3+已沉淀完全的操作是_________________________________________________。
(2)有人嘗試用工業(yè)制純堿原理來制備K2CO3。他向飽和KCl溶液中依次通入足量的______和______兩種氣體,充分反應(yīng)后有白色晶體析出。將得到的白色晶體洗滌后灼燒,結(jié)果無任何固體殘留,且產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁。
寫出生成白色晶體的化學(xué)方程式:___________________________________________。
分析該方法得不到K2CO3的原因可能是_______________________________________。
(3) 用氯化鉀制備氫氧化鉀的常用方法是離子交換膜電解法。氫氧化鉀在_________極區(qū)產(chǎn)生。為了避免兩極產(chǎn)物間發(fā)生副反應(yīng),位于電解槽中間的離子交換膜應(yīng)阻止_______(填“陰”、“陽”或“所有”)離子通過。
(4)科學(xué)家最近開發(fā)了一種用氯化鉀制氫氧化鉀的方法。其反應(yīng)可分為5步(若干步已合并,條件均省略)。請寫出第⑤步反應(yīng)的化學(xué)方程式。
第①、②步(合并):2KCl + 4HNO3→ 2KNO3 + Cl2 + 2NO2 + 2H2O
第③、④步(合并):4KNO3 + 2H2O → 4KOH + 4NO2 + O2
第⑤步:____________________________________________
總反應(yīng):4KCl + O2 + 2H2O → 4KOH + 2Cl2
與電解法相比,該方法的優(yōu)勢可能是______________。
(本題共12分)(1)過濾(1分);通入足量的Cl2(1分) BaCl2(1分)、K2CO3(1分);取樣,滴加KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象(1分);
(2)NH3、CO2(共1分)NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3↓(1分)
KHCO3溶解度較大(大于NH4HCO3),無法從溶液中析出(1分)
(3)陰(1分);陰(1分) (4)4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3(1分)能耗低(節(jié)能)(1分)

試題分析:(1)當(dāng)沉淀完全后,需要通過過濾分離出沉淀;溴離子具有還原性,又因?yàn)椴荒芤胄碌碾s質(zhì),所以可以通入足量氯氣除去溴離子;氨水除去鐵離子,SO42應(yīng)該有Ba2除去,過量的Ba2用碳酸鉀除去,過濾后加入鹽酸酸化即可除去過量的碳酸鉀;鐵離子檢驗(yàn)一般用KSCN溶液,所以證明Fe3+已沉淀完全的操作是取樣,滴加KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象。
(2)根據(jù)侯氏制堿法原理可知,應(yīng)該向飽和KCl溶液中依次通入足量的氨氣后CO2。將得到的白色晶體洗滌后灼燒,結(jié)果無任何固體殘留,且產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁,這說明該晶體一定不是碳酸氫鉀,而是碳酸氫銨,因此生成碳酸氫銨的化學(xué)方程式是NH3+CO2+H2O→NH4HCO3↓。由于KHCO3溶解度較大(大于NH4HCO3),無法從溶液中析出,因此得不到碳酸氫鉀,故而也得不到碳酸鉀。
(3)惰性電極電解氯化鉀溶液時(shí),氯離子在陽極放電,生成氯氣。陰極是氫離子放電生成氫氣,同時(shí)破壞了陰極周圍水的電離平衡,所以氫氧化鉀在陰極區(qū)產(chǎn)生。由于陽極生成的氯氣能和氫氧化鉀反應(yīng)生成氯化鉀、次氯酸鉀和水,所以要防止該副反應(yīng)發(fā)生,應(yīng)該阻止OH向陽極移動(dòng),所以位于電解槽中間的離子交換膜應(yīng)阻止陰離子通過。
(4)根據(jù)已知反應(yīng)2KCl + 4HNO3→ 2KNO3 + Cl2 + 2NO2 + 2H2O、4KNO3 + 2H2O → 4KOH + 4NO2 + O2陽極總反應(yīng)式4KCl + O2 + 2H2O → 4KOH + 2Cl2可知,硝酸和NO2是多余的,因此第⑤步反應(yīng)應(yīng)該是NO2生成硝酸的化合反應(yīng),即4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3。因此與電解法相比,該方法的優(yōu)勢可能是能耗低(節(jié)能)。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

某科研小組以難溶性鉀長石(K2O?Al2O3?6SiO2)為原料,提取A12O3、 K2CO3等物質(zhì),工藝流程如下:

(1)“煅燒”過程中有如下反應(yīng)發(fā)生:
①鉀長石中的硅元素在CaCO3作用下轉(zhuǎn)化為CaSiO3,寫出SiO2轉(zhuǎn)化為CaSiO3的化學(xué)方程式_____________________。
②鉀長石中的鉀元素和鋁元素在Na2CO3作用下轉(zhuǎn)化為可溶性的NaAlO2和 KAlO2,寫出Al2O3轉(zhuǎn)化為NaAlO2的化學(xué)方程式____________________________。
(2)已知NaAlO2和KAlO2易發(fā)生如下反應(yīng):AlO2+2H2OAl(OH)3+OH。
“浸取”時(shí),應(yīng)保持溶液呈______性(填“酸”或“堿”)!敖 睍r(shí)不斷攪拌的目的是______________。
(3)“轉(zhuǎn)化”時(shí)加入NaOH的主要作用是_______ (用離子方程式表示)。
(4)上述工藝中可以循環(huán)利用的主要物質(zhì)是_______、_______和水。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的相應(yīng)實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
A.裝置甲可用于檢驗(yàn)有乙烯生成
B.裝置乙可用于收集和吸收氨氣
C.裝置丙可用于除去CO2中混有的HCl氣體
D.裝置丁可用于除去溴苯中的溴

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

見下表。欲用一種試劑甲來檢驗(yàn)其溶液中的離子X,在同時(shí)有離子Y存在時(shí),此檢驗(yàn)仍可進(jìn)行的是(在實(shí)驗(yàn)過程中不允許加熱.過濾.萃取……等操作)
 
試劑甲
離子X
離子Y
A
HCl.Ba(OH)2
CO32-
HCO3-
B
NH3 .H2O
Al3+
Mg2+
C
AgNO3
I
Cl
D
NH4SCN,氯水
Fe2+
Fe3+
 

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
A            B                  C                        D
A.用圖1 所示裝置從Fe(OH)3膠體中過濾出Fe(OH)3膠粒
B.用圖2 所示裝置蒸發(fā)掉CuCl2溶液中部分水制得CuCl2·2H2O晶體
C.用圖3 所示裝置從CH3OH與C2H5OH的混合物中分離出乙醇
D.用圖4 所示裝置從C2H5OH與C2H5OOCCH3的混合物中分離出乙酸乙酯

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的相應(yīng)實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
A.用圖1所示裝置除去HCl中含有的少量Cl2
B.用圖2所示裝置蒸發(fā)FeCl3溶液制備無水FeCl3
C.用圖3所示裝置可以完成“噴泉”實(shí)驗(yàn)
D.用圖4所示裝置制取并收集干燥純凈的NH3

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

僅用下表提供的玻璃儀器(非玻璃儀器任選)或?qū)嶒?yàn)裝置(圖2、圖3)就能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?br />

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

TiO2在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有重要用途。
(1)工業(yè)上用鈦礦石(FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)過下述反應(yīng)制得:

其中,步驟②發(fā)生的主要反應(yīng)為:2H2SO4+FeTiO3 ="=" TOSO4(硫酸氧鈦)+FeSO4+2H2O
凈化鈦礦石時(shí),需用濃氫氧化鈉溶液來處理。寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________。
步驟③中加熱的目的是(請寫出必要的化學(xué)方程式和文字):             。
(2)用TiO2制備金屬鈦的一種方法是先將TiO2與Cl2、C反應(yīng)得到TiCl4,再用鎂還原得到Ti。因下述反應(yīng)難于發(fā)生:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(1)+O2(g) △H=+151 kJ/mol。所以不能直接由TiO2和Cl2反應(yīng)(即氯化反應(yīng))來制取TiCl4,請說明判斷該反應(yīng)難以發(fā)生的理由是_______。當(dāng)往氯化反應(yīng)體系中加入碳后,反應(yīng)在高溫條件下能順利進(jìn)行生成TiCl4。
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)   △H=394 kJ/mol。
則TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(1)+CO2(g) △H=________
從化學(xué)平衡的角度解釋:往氯化反應(yīng)體系中加入碳時(shí),氯化反應(yīng)能順利進(jìn)行的原因是_______________。
(3)下圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個(gè)由有機(jī)光敏染料(S)涂覆TiO2納米晶體表面制成,另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成,電池中發(fā)生的反應(yīng)為:

TiO2/STiO2/S*(激發(fā)態(tài))
TiO2/S* TiO2/S+ + e-
I3-+2e-3I-
2TiO2/S*+I3-  2TiO2/S + I3-
下列關(guān)于該電池?cái)⑹稣_的是        
A.電池工作時(shí),I-離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電
B.電池工作時(shí),是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能
C.電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3- 濃度不會(huì)減少
D.電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

FeSO4·7H2O廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域。
(1)下面是以工業(yè)廢鐵屑為原料生產(chǎn)FeSO4·7H2O的流程圖。

請?zhí)顚懴铝锌瞻住?br />①加適量碳酸鈉溶液的目的是______________,反應(yīng)I需要加熱數(shù)分鐘,其原因是___________。
②判斷反應(yīng)Ⅱ完成的現(xiàn)象是__________。反應(yīng)Ⅱ需要100mL1mol/L的稀硫酸,用98.3%,ρ=1.84g/cm3的濃硫酸配制。所用的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管及____________.
③測定FeSO4·7H2O產(chǎn)品中Fe2含量的方法是用KMnO4溶液滴定法(5Fe2+8H=5Fe3+Mn2+4H2O),步驟為:
Ⅰ.稱取2.8500g FeSO4·7H2O產(chǎn)品,配制成250mL溶液;
Ⅱ.量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中;
Ⅲ.用硫酸酸化的0.01000moL/L KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL。

某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的滴定方式中,最合理的是____________(夾持部分略去)(填字母序號);判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是____________;計(jì)算上述樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用小數(shù)表示,保留三位小數(shù));若用上述方法測定的樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略),其可能原因有_____________;______________。
(2)已知FeSO4·7H2O晶體在加熱條件下發(fā)生如下反應(yīng):2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。利用下圖裝置可檢驗(yàn)該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物。

請?zhí)顚懴铝锌瞻住?br />①儀器的連接順序?yàn)閍接________、__________接_________、________接__________、__________接_____________。
②裝置C中的X為______________;該裝置中冷水的作用是_________________。

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