9.為探索工業(yè)廢料的再利用,某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖甲實(shí)驗(yàn)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:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑.
(2)試劑X是稀硫酸或H2SO4.步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是過濾.
(3)進(jìn)行步驟Ⅱ時,該小組用如圖乙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(jìn)措施是在裝置a和b之間增加一個盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶.
(4)用固體F制備CuSO4溶液,可設(shè)計(jì)如圖丙三種途徑:寫出途徑①中反應(yīng)的離子方程式3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,請選出你認(rèn)為的最佳途徑并說明理由途徑②最佳,理由是原料利用率高,環(huán)境污染。

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),所以F是金屬銅,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)鋁、鐵和銅的合金中,只有金屬鋁是能溶于氫氧化鈉的固體物質(zhì);
(2)固體B為鐵和銅,根據(jù)流程加入X后溶解鐵制備硫酸亞鐵,則X為稀硫酸;不溶物與溶液分離的方法為過濾;
(3)制得的CO2氣體中混有氯化氫氣體,用飽和的碳酸氫鈉除去;
(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,但是一氧化氮是有毒的,根據(jù)銅、稀硫酸的性質(zhì)來判斷反應(yīng)的發(fā)生.

解答 解: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(jìn)而制的綠礬晶體,所以試劑X為稀硫酸;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(jìn)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?xì)怏w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?xì)怏w,所以可在裝置a和b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a和b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(dāng)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.

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì),題目難度中等,明確工藝流程原理是解答本題的關(guān)鍵,注意掌握物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)與評價原則,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.將晶體X加熱分解,可得A、B、D、E、F和水六種產(chǎn)物,其中A、B、D都是中學(xué)化學(xué)中常見氧化物,氣體E是單質(zhì)F所含元素的氫化物.
(1)A能溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,寫出A與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的離子方程式Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;
(2)B、D都是酸性氧化物,且組成元素相同,D溶于水得強(qiáng)酸.則B、D分子中除氧外所含另一種元素在周期表中的位置為第三周期、ⅥA族.
(3)E能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),實(shí)驗(yàn)室制取E氣體的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O,制得的氣體可用如圖所示裝置收集,則氣體應(yīng)從B(填“A”或“B”)通入.
(4)由各分解產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比推測X的組成類似于明礬,若向X的濃溶液中滴加NaOH溶液至過量,現(xiàn)象依次為生成白色沉淀,生成刺激性氣味的氣體,白色沉淀又逐漸溶解.
(5)取一定量的X晶體分解,若生成F 1mol,則必同時生成SO2物質(zhì)(填化學(xué)式)3mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.取pH=2的鹽酸和醋酸各100毫升,再分別加入0.65克鋅粉,在相同條件下充分反應(yīng)后,有關(guān)敘述正確的是( 。
A.剛開始醋酸與鋅反應(yīng)速率大
B.反應(yīng)過程中鹽酸和醋酸分別與鋅反應(yīng)的速率一樣大
C.醋酸與鋅反應(yīng)放出的氫氣多
D.鋅分別與醋酸、鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣一樣多

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.今年春季,全國大范圍的霧霾天氣凸顯出環(huán)境保護(hù)的重要性,為應(yīng)對霧霾污染,改善空氣質(zhì)量,下列做法不合理的是( 。
A.加強(qiáng)汽車治理和垃圾處理場的建設(shè)和監(jiān)管
B.實(shí)施“煤改氣”、“煤改電”等清潔能源改造工程
C.研制新型高效可充電電池,發(fā)展純電動汽車
D.加高工廠的煙囪,使煙塵和廢氣遠(yuǎn)離地表

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.下表為元素周期表的一部分,請參照元素①~⑨在表中的位置,用化學(xué)用語回答下列問題:

主族
周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
(1)畫出元素④的原子結(jié)構(gòu)示意圖,⑦元素的名稱是硅,⑨元素的離子的電子式是,②的最簡單氣態(tài)氫化物中的化學(xué)鍵有極性鍵(填“離子鍵”、“極性鍵”或“非極性鍵”).
(2)在標(biāo)號元素中,最活潑的金屬元素是(寫元素符號)Na.最活潑的非金屬元素是(寫元素符號)F.
(3)⑦、⑧、⑨元素所形成的氣態(tài)氫化物中,最穩(wěn)定的是(寫化學(xué)式)HCl.
(4)⑤、⑥、⑦三種元素的原子半徑由大到小的順序是(寫元素符號)Na>Al>Si.
(5)①與③形成共價化合物的電子式.用電子式表示⑤與⑧形成化合物的形成過程
(6)⑦、⑧、⑨三種元素的最高價含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序是(寫化學(xué)式)HClO4>H2SO4>H2SiO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.對羥基苯甲酸乙酯又稱尼泊金乙酯,是一種常見的食品添加劑及防腐劑,其生產(chǎn)過程如下(反應(yīng)條件未全部注明)

回答下列問題:
(1)反應(yīng)①的條件為甲苯與液溴混合,用FeBr3作催化劑(或Br2/Fe),反應(yīng)④的反應(yīng)類型為取代反應(yīng).
(2)該過程中反應(yīng)④⑦的作用是防止酚羥基被氧化.
(3)G的結(jié)構(gòu)簡式為
(4)對羥基苯甲酸()在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)生成高分子化合物,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
(5)F的同分異構(gòu)體很多,其中符合下列條件的有3種.
①遇到FeCl3溶液出現(xiàn)特殊顏色;②能發(fā)生水解反應(yīng);③能發(fā)生銀鏡反應(yīng);④無-CH3結(jié)構(gòu).上述同分異構(gòu)體中,核磁共振氫譜顯示其有5種峰的結(jié)構(gòu)簡式為

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列說法正確的是(  )
A.紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分是Al2O3,石英玻璃、分子篩的主要成分是硅酸鹽
B.肌紅蛋白、蠶絲、過氧化氫酶、魚肝油充分水解后均可得到氨基酸
C.2014年1月,國家首次將霧霾天氣納入自然災(zāi)情進(jìn)行通報(bào),霧霾是一種分散系,其分散劑為空氣
D.二氧化碳、氨氣、鹽酸、食鹽在一定條件下均能導(dǎo)電,但只有鹽酸和食鹽屬于電解質(zhì),二氧化碳和氨氣屬于非電解質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.工業(yè)上制備下列金屬,采用的化學(xué)反應(yīng)原理正確的是( 。
A.鎂:2MgO (熔融)$\stackrel{通直流電}{→}$Mg+O2B.鈣:CaO+C$\stackrel{高溫}{→}$Ca+CO↑
C.錳:3MnO2+4Al$\stackrel{高溫}{→}$3Mn+2Al2O3D.汞:HgS$\stackrel{加熱}{→}$Hg+S

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.常溫下,將pH=8的KOH溶液加水稀釋1000倍,稀釋后所得溶液中K+與OH-的物質(zhì)的量濃度之比約為 ( 。
A.1:1000B.1:100C.1:10D.1:1

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