实验与工艺流程.docx

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实验与工艺流程

S02，将足量S02通入AgNO3溶液中，迅速反应,

1化学小组实验探究S02与AgN03溶液的反应。

（1）实验一：

用如下装置（夹持、加热仪器略）制备

得到无色溶液A和白色沉淀B。

浓】

尾尧处理

」OJnwlL1液

1浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是。

2试齐Ha是。

（2）对体系中有关物质性质分析得出：

沉淀B可能为Ag2SO3'Ag2SO4或二者混合物。

（资料：

Ag2SO4

微溶于水；Ag2SO3难溶于水）

实验二：

验证B的成分

1写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：

。

2加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。

推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有AgzSOs。

向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。

所用试剂及现象是。

（3）根据沉淀F的存在，推测SO42-的产生有两个途径：

途径1实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。

途径2:

实验二中，SO32-被氧化为SO42-进入D。

实验三：

探究SO42-的产生途径

1向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有:

取上层清液继续滴加BaCS

溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。

做出判断的理由：

。

2实验三的结论：

。

（4）实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是。

（5）根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。

将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和SO42-生成。

（6）根据上述实验所得结论：

。

2.N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。

（1）N2O的处理。

N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。

NH3与。

2在加

热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为。

（2）NO和NO?

的处理。

已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为

NO+NO2+2OH2NO2+H2O

2NO2+2OH-NO2-+NO3-+H2O

1下列措施能提高尾气中NO和NO?

去除率的有（填字母）。

A.加快通入尾气的速率

B.采用气、液逆流的方式吸收尾气

C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液

2吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是（填化学

式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是（填化学式）。

（3）NO的氧化吸收。

用NaCIO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。

其他条件相同，NO转

化为NOJ的转化率随NaCIO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。

1在酸性NaCIO溶液中，HCIO氧化NO生成CI-和NO3-，其离子方程式为。

2NaCIO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。

其原因是。

100

W

80

70

60

246810

卩H

3.硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。

一种以硼镁矿（含Mg2B2O5?

H2O、SiO2及少量Fe2O3、AI2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

蓉液滅渣］

——————pH=3一

硼镁矿粉一*濬浸—►过激1*过滤2—►耳;

气体一H吸收£沉訂—Mg（OH）rMgCO.—►轻质氧化镁

溶液母液

回答下列问题：

（1）在95C“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为。

（2）“滤渣1”的主要成分有。

为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，可选用的化学

试齐U是。

+——10

（3）根据H3BO3的解离反应：

H3BO3+H2O?

H+B（OH）4,Ka=5.81X10，可判断H3BO3是酸;

在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5,目的是。

（4）在"沉镁”中生成Mg（OH）2?

MgC03沉淀的离子方程式为，母液经加热后可返回工

序循环使用。

由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是。

4.硫酸铁铵［NH4Fe（S04）2?

xH2O］是一种重要铁盐。

为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如图：

回答下列问题：

（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是。

（2）步骤②需要加热的目的是，温度保持80-95C，采用的合适加热方式是。

铁屑中

含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为（填标号）。

（3）步骤③中选用足量的H2O2,理由是。

分批加入H2O2,同时为了，溶液要保持pH

小于0.5。

（4）步骤⑤的具体实验操作有，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

（5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150C时失掉1.5个结晶水，

失重5.6%•硫酸铁铵晶体的化学式为。

5•高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、

Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如图所示。

回答下列问题:

相关金属离子［C0（Mn+）=0.1mol?

L1］形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子

Mn2+

2+

Fe

3+

Fe

3+

Al

2+

Mg

2+

Zn

2+

Ni

开始沉淀的pH

8.1

6.3

1.5

3.4

8.9

6.2

6.9

沉淀完全的pH

10.1

8.3

2.8

4.7

10.9

8.2

8.9

（1）滤渣1”含有S和;写出溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式

（2）氧化”中添加适量的MnO2的作用是。

（3）调pH'除铁和铝，溶液的pH范围应调节为〜6之间。

（4）除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,滤渣3”的主要成分是。

（5）除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+.若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是

（6）写出沉锰”的离子方程式。

（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、

Mn的化合价分别为+2、+3、+4.当x=y=丄时，z=。

6.乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。

实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如图：

水杨陵酉昔酸酎乙験水杨酸

水杨酸

醋酸酐

乙酰水杨酸

熔点/C

157〜159

-72——74

135〜138

相对密度/（g?

cm「3）

1.44

1.10

1.35

相对分子质量

138

102

180

实验过程：

在100mL锥形瓶中加入水杨酸6.9g及醋酸酐10mL，充分摇动使固体完全溶解。

缓慢滴加

0.5mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70C左右，充分反应。

稍冷后进行如下操作。

1在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100mL冷水中，析出固体，过滤。

2所得结晶粗品加入50mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。

3滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。

4固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4g。

回答下列问题：

（1）该合成反应中应采用加热。

（填标号）

A.热水浴B.酒精灯C.煤气灯D.电炉

（2）下列玻璃仪器中，①中需使用的有（填标号），不需使用的有（填名称）。

（3）①中需使用冷水，目的是。

（4）②中饱和碳酸氢钠的作用是，以便过滤除去难溶杂质。

（5）④采用的纯化方法为。

（6）本实验的产率是%。

7•多晶硅是制作光伏电池的关键材料。

以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题:

n.将SiCl4氢化为SiHCI3有三种方法，对应的反应依次为:

1SiCl4gH2gL二SiHCbgHCIgHiO

23SiCl4g2H2gSisLL二4SiHCl3g比：

：

0

32SiCl4gH2gSisHCIg3SiHCl3g$3

（1）氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备，写出产生H2的电极名称

（填阳极”或阴极）该电极反应方程式为

（2）已知体系自由能变丁汨-TS,.G：

：

：

0时反应自发进行。

三个氢化反应的-G与温度的关系

如图1所示，可知：

反应①能自发进行的最低温度是;相同温度下，反应②比反应

①的笙小，主要原因是。

（3）不同温度下反应②中SiCI4转化率如图2所示。

下列叙述正确的是（填序号）。

a.B点：

V正•V逆b.Ve:

A点点c.反应适宜温度：

480、520°C

（4）反应③的.汨3二（用.H1,.H2表示）。

温度升高，反应③的平衡常数K（填增

大”减小”或不变”。

（5）由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCI4、SiHCI3和Si外，还有（填分子式）。

8.

环己烯是重要的化工原料。

其实验室制备流程如下:

OH

回答下列问题:

I.环己烯的制备与提纯

（1）原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为，现象为

（2）操作1的装置如图所示（加热和夹持装置已略去）

化剂，选择FeCS6H2O而不用浓硫酸的原因为（填序号）。

a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2b.FeCl36H2O污染小、可循环使用，符合绿色化学理念c.同等条件下，用FeCl36H2O比浓硫酸的平衡转化率高

②仪器B的作用为。

（3）操作2用到的玻璃仪器是。

（4）将操作3（蒸馏）的步骤补齐：

安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，，弃去前

馏分，收集83C的馏分。

n.环己烯含量的测定

在一定条件下，向ag环己烯样品中加入定量制得的bmoib「2，与环己烯充分反应后，剩余的b「2与足量

KI作用生成I?

，用cmolL丄的N82S2O3标准溶液滴定，终点时消耗NazSOs标准溶液vmL（以上数据均已扣除干扰因素）。

测定过程中，发生的反应如下：

3

②Ba2KI—I?

2KBr

l2-2Na2S2O32NalNa2S4O6

（5）滴定所用指示剂为。

样品中环己烯的质量分数为（用字母表示）

（6）下列情况会导致测定结果偏低的是（填序号）。

a.样品中含有苯酚杂质

b.在测定过程中部分环己烯挥发

c.NazSOs标准溶液部分被氧化

9.咖啡因是一种生物碱（易溶于水及乙醇，熔点234.5C,100C以上开始升华），有兴奋大脑神经和利尿

等作用。

茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸（Ka约为10卫，易溶于水及乙醇）约3%~10%，还含有色素、

（3）提取液需经蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。

与水相比，乙醇作为萃取剂的优点计、接收管之外，还有

（5）可采用如右图所示的简易装置分离提纯咖啡因。

将粉状物放入蒸发皿中并小

火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是

1.

（1）①Cu+2H2SO4（浓）一CUSO4+SO2f+H20②饱和NaHS03溶液

（2）①Ag2SO3+4NH3H2O=2Ag（NH3）2++SO32-+4出0

②H2O2溶液，产生白色沉淀

（3）①Ag+Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4

②途径1不产生SO42-，途径2产生SO42-

（4）2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3^+2H

（6）实验条件下：

SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和的SO42-速率碱性溶液中SO32-

更易被氧化为SO42-

2.

（1）2NH3+2O2'N2O+3H2O

（2）①BC②NaNOsNO

A

（3）①3HC1O+2NO+H2。

^=3C「+2NO3-+5H+

②溶液pH越小，溶液中HCIO的浓度越大，氧化NO的能力越强

3.

（1）NH4HCO3+NH3（NH4）2CO3

（2）SQ2、Fe2O3、Al2O3KSCN

（3）一元弱转化为H3BO3,促进析出

（4）2Mg2++3CO；G2H2OMg（OH）2MgCO3妊2HCO「

（或2Mg2++2CO；—+H2O^=Mg（OH）2MgCOsJ+COzf）溶浸高温焙烧

4.

（1）碱煮水洗

（2）加快反应热水浴C

（3）将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质防止Fe3+水解

（4）加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）

（5）NH4Fe（SO4）212H2O

5.

（1）SiO2（不溶性硅酸盐）MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O

（2［将卩©2+氧化为Fe3+（3）4.7（4）NiS和ZnS

（5）F与H+结合形成弱电解质HF,MgF2hMg2++2F-平衡向右移动

（6）Mn+2HCO3~=MnCO3J+CO2I+H2O（7）1/36.

（1）A

（2）BD分液漏斗、容量瓶

（3）充分析出乙酰水杨酸固体（结晶）

（4）生成可溶的乙酰水杨酸钠

（5）重结晶

（6）60

H=—225kJmo「

r300c

7.I•Sis3HClg^=SiHC4g出g

xi：

:

CKS1X1：

■*■

Jt

（1）阴极

2H2O2e^=H22OH■或2H2e^=H2

（2）1000C：

H2...Hi导致反应②的,\G小

（3）a、c

（4）减小

（5）HCI、H2

8

（1）FeCl3溶液溶液显紫色

（3）分液漏斗、烧杯

9.

（1）增加固液接触面积，提取充分；沸石

（2）乙醇易挥发，易燃；使用溶剂量少，可连续萃取（萃取小率高）

（3）AC

（4）单宁酸；水

（5）升华