工业中以铝土矿(主要成分为Al2O3,另含有Fe2O3和SiO2)为原料冶炼铝过程如下图所示。
试回答下列问题:
(1)实验室进行过滤用到的玻璃仪器有烧杯、________、________。
(2)操作II中生成不溶物C的离子方程式是 。
(3)氧化铝的熔点高达2050℃,工业上为降低能耗,在铝的电解冶炼时,采取的措施是 。
(4)电解冶炼铝时,阳极和阴极以碳素材料制成,电解过程中,阳极材料需定期进行更换,原因是 。
(5)为了提高综合经济效益,实际工业生产中常将上述反应中的相关物质循环利用。其部分转化关系如下图所示:
①上述转化中未涉及四种基本反应类型中的 反应;
②写出过程③的化学方程式: 。
(6)科学研究表明,人体过量吸入铝元素会严重危害身体健康。请你结合实际提出两条杜绝铝元素过量吸入的措施:____________。
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Ⅰ.甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。向A中通入氯气至过量,观察A中,发现溶液先呈红色,然后变为黄色。
(1)B中反应的离子方程式是 .
(2)为了探究A中溶液由红色变为黄色的原因,甲同学进行如下实验.取A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在________ .
(3)资料显示:SCN -的电子式为 .甲同学猜想SCN― 可能被Cl2氧化了,他进行了如下研究.
①取A中黄色溶液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液, 产生白色沉淀,由此证明SCN― 中被氧化的元素是 .
②甲同学通过实验证明了SCN― 中氮元素转化为NO3― ,已知SCN― 中碳元素没有被氧化,若SCN― 与Cl2反应生成1mol CO2,则转移电子的物质的量是 mol.
Ⅱ.8.12天津港特大爆炸事故现场有700吨左右氰化钠,氰化钠剧毒。有少量因爆炸冲击发生泄漏。这些泄露的氰化钠可通过喷洒氧化剂双氧水的方式来处理,以减轻污染。
(1) 写出NaCN的电子式__________,偏碱性条件下,氰化钠溶液的CN― 被双氧水氧化为HCO3― ,同时放出NH3,该反应的离子方程式:________ 。
(2)Cu2+可作为双氧水氧化CN― 中的催化剂。某兴趣小组要探究Cu2+对双氧水氧化CN― 是否起催化作用,请你完成下实验方案。填写实验步骤、实验现象和结论(己知:CN― 浓度可用离子色谱仪测定)
步骤:分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中,________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________ | 现象与结论: 若____________________________ _______________________________ 若____________________________ _______________________________ |
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乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
实验步骤:
在A中加入4.4g异戊醇、6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少最水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊脂3.9 g.
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是 第二次水洗的主要目的是
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分从后(填标号〕 .
a、直接将乙酸异戊脂从分液漏斗的上口倒出
b、直接将乙酸异戊从分液端斗的下口放出
c、先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊脂从下口放出
d、先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酚从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是
(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是_ (填标号)。
(7)本实验的产率是_ (填标号).
a. 30 % b. 40 % c、60% d、90%
(8)在进行蒸馏操作时:若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏 (填“高”或“低”),其原因是
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(16分)氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10 mL 2% H2O2溶液 | 无 |
② | 10 mL 5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 10 mL 5% H2O2溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
④ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
⑤ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 |
(1)实验①和②的目的是______________________________________________________。
同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是_________________________(填一种方法即可)。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是_________________________________________________。
II.资料显示,某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量_______或______来比较。
(2)0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请解释化学反应速率变化的原因:_____________。
请计算H2O2的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,需补做下列实验(无 需写出具体操作):
a. ;b. 。
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(16分)钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,由钼精矿(主要成 分是MoS2,含少量PbS等)制备钼酸钠晶体的部分流程如下:
(1)焙烧的过程中采用的是“逆流焙烧”的措施,则该措施的优点是: 。
(2)写出焙烧时生成MoO3的化学方程式为: 。
(3)写出“碱浸”反应的离子方程式: 。
(4)碱浸液结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去SO42-。当BaMoO4开始沉淀时,求SO42-的去除率(写出计算过程)。已知:碱浸液中c(MoO42-)=0.40mol·L-1,c(SO42-)=0.040mol·L-1,Ksp(BaSO4)= 1.0×10-10、Ksp(BaMoO4)= 4.0×10=8,加入Ba(OH)2固体引起的溶液体积变化可忽略。
(5)下图是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果:
①碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异,其原因可能是 。
②空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4~Fe2O3保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2,则NaNO2的作用 。
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(14分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9. 7 | 4.4 |
回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在 范围内。
(2)反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亚铁离子,写出该反应的离子方程式为 。
(3)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合离子,该水解反应的离子方程式为 。
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为 。
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液
(5)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<2,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用 0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL。
已知:
则溶液中铁元素的总含量为 g·L-1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素的含量将
会 (填“偏高” “偏低” “不变”)
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甲、乙、丙是中学中常见的单质,X、Y、Z是常见的化合物。在常温常压下,甲是具有氧化性的黄绿色气体,丙是棕红色的液体,Y与Z含有相同的阳离子,X与Z含有相同的阴离子;它们之间有以下转化关系:丙十乙
→Z;X十丙→Z;X+甲→Y+丙。请回答下列问题:
(1)写出甲、乙、丙三种物质的化学式____________、________、____________;
(2)写出X与足量的甲在溶液中完全反应时的离子方程式________。
(3)欲在实验室中制取并收集纯净、干燥的气体甲,然后完成上述反应“X+甲→Y+丙”,某同学设计了如下图所示的装置。
①装置A中发生反应的化学方程式为________;
②装置B的作用是;
③装置C中的试剂为________;
④装置D中收集气体甲的方法名称是________;
⑤装置F的主要作用是________,反应原理的离子方程式为________。
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(19分)实验室可用NaClO3制取ClO2气体,再由ClO2制得NaClO2,实验装置如图所示:回答下列问题:
(1)仪器a的名称为__________;B中H2O2发生___________反应(填“氧化”、“还原”或“非氧化还原”);装置C的作用是___________。
(2)该实验必须使NaClO3稍微过量,目的是_________________。
(3)为使ClO2气体能被均匀、充分吸收,操作时应注意_______________________。
(4)NaOH吸收ClO2尾气,生成物质的量之比为1:1的两种阴离子,一种为,则另一种为____________。
(5)证明NaClO2具有氧化性的方法是:将B中溶液加热除去H2O2,加入__________(填序号,下同)酸化,再加入____________检验。
①稀HNO3 ②稀H2SO4 ③K2SO3溶液
④BaCl2溶液 ⑤FeCl2溶液 ⑥KSCN溶液
(6)25℃时,浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO2溶液和CH3COONa溶液,两溶液中_____________(填“>”“<”或“=”;已知HC1O2的电离常数为1.1×10-2mol·L-1,CH3COOH的电离常数为1.7×10-5mol·L-1)若要使两溶液的pH相等应___________(填序号)
a.向NaClO2溶液中加适量水
b.向NaClO2溶液中加适量NaOH固体
c.向CH3COONa溶液中加CH3COONa固体
d.向CH3COONa溶液中加适量的水
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(16分)一种新型高效净水剂PAFC——聚合氯化铁铝[A1Fe(OH)nC1(6-n)]m,应用非常的广泛。
(1)为测定PAFC中Al的含量,采用如图所示流程进行。
回答下列问题:
①步骤I中的试剂A是______________(填“氨水”或“氢氧化钠溶液”)。
②步骤III的离子方程式为__________________________________________。
③实验室进行“灼烧”时所需的陶瓷仪器有__________________________。
④溶液2中存在的电荷守恒式为_________________________________;向溶液2中滴加少量NaOH镕液,则______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)C和某一金属在高温下发生反应可用于焊接钢轨,其化学反应方程为______________;某同学在实验室中进行此反应,反应结束后将所得固体溶于足量的稀硫酸,滴加KSCN溶液无明显现象,由此该同学确定该固体混合物中无Fe2O3,他的判断是否正确?________(填“是”或“否”);其理由是____________(用离子方程式解释)。
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Ⅰ.硫酸工业产生的废气A(主要成分:SO2、O2、N2、CO2等)排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究,请回答下列问题。
(1)同学甲设计实验检验废气A中含有CO2,应选择的试剂有 。
A.NaOH溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.澄清石灰水 D.盐酸
(2)同学乙欲测定废气A中SO2的含量,取a L废气A并设计了如下装置进行实验。
①为了保证实验成功,装置A应具有的现象是 ,搅拌的目的是 。
②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量,然后进行含量计算。经小组讨论后,同学丁提出疑问,按照同学丙的实验,若废气中SO2完全被吸收,则最后测定的结果应该偏大,同学丁推断的理由是 。
Ⅱ.溴酸钾具有毒性,是一种常用的分析试剂和氧化剂,实验室中制备过程如下:
已知反应②是复分解反应,根据上述转化关系回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式为 .
(2)反应②的化学方程式为 .
(3)现向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液,整个过程中含碘物质的物质的量与所加KBrO3的物质的量的关系如图所示.请回答下列问题:
①已知b点时,KI反应完全,转移的电子数为 .
②b→c过程中,仅有一种元素的化合价发生了变化.则反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为 .
③d点时,n(KBrO3)为 .
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