实验综合 2.docx
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实验综合2
综合实验
1、某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备（NH4）2SO4的工艺流程：
试填空：
（1）沉淀池中发生主要反应的化学方程式为：
_______________________，该反应能够发生的原因是：
______________________________________。
（2）提纯滤液以获得（NH4）2SO4晶体，必要的操作步骤是：
____________（填序号）。
A．萃取B．蒸发浓缩C．冷却结晶D．蒸馏
（3）该生产过程中可以循环使用的物质X是：
_____________________（填化学式）。
（4）上述生产流程中，有关NH3的作用及说明正确的是：
_____________（填序号）。
A．提供制备所需的氮元素B．增大CO32－的浓度促进反应发生
C．作反应的催化剂D．生产1mol（NH4）2SO4，至少消耗2molNH3
2、印刷电路的废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，任意排放将导致环境污染及资源的浪费。
可从该废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，作为腐蚀液原料循环使用。
测得某废腐蚀液中含CuCl21.5mol/L、FeCl23.0mol/L、FeCl31.0mol/L、HCl3.0mol/L。
取废腐蚀液200mL按如下流程在实验室进行实验：
回答下列问题：
（1）操作1的名称是_____________________，上述方法获得的铜粉中含有杂质，除杂所需试剂是_______（填化学式）。
（2）实验室可用固体KClO3与浓HCl反应制备Cl2，此反应中Cl2既是氧化产物，又是还原产物。
反应的化学方程式为______________________________。
（3）右图是实验室制备Cl2并通入FeCl2溶液中获得FeCl3溶液的部分装置。
从下图挑选所需的仪器，完成上述装置简图（添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。
固定装置不用画），并标明容器中所装试剂。
（4）实验中，必需控制氯气的速度，使导管口逸出的气泡每秒1~2个，以便被FeCl2溶液完全吸收。
控制生成氯气速度的操作是：
_____________________________________。
（5）按上述流程操作，需称取Fe粉的质量应不少于_____g（精确到0.1g），需通入Cl2的物质的量不少于______mol，加入烧瓶中的KClO3的质量应不少于_____g（精确到0.1g）。
3、我国海岸线漫长，海洋盐矿资源丰富。
有一研究性学习小组用某盐场制盐后的苦卤浓缩液（富含Mg2+、Br－、SO42－、Cl－等）制取较纯净的氯化镁晶体及液溴（Br2），设计了如下流程：
请根据以上流程和右图溶解度曲线，回答相关问题：
（1）苦卤中加的氧化剂是___________，其离子方程式为___________________________；
（2）操作
和
所用的仪器是_______________，操作③的名称是__________________，操作④的名称是___________；
（3）氯化镁晶体是固体_____（选填“A”或“B”）；
（4）若用化学方法对上述操作②后的无色溶液处理制氯化镁晶体，则需要用到的试剂是_______（填序号）；
A.BaCl2B.CaOC.Na2CO3D.HCl
（5）将氯化镁溶液浓缩结晶得到的是MgCl2·6H2O如要得到无水氯化镁需在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O。
其原因是_________________________________。
4、实验室用燃料法测定某种氨基酸（CxHyOzNp）的分子式组成，取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。
现用下图所示装置进行实验（铁架台、铁夹、酒精灯等未画出）。
请回答有关问题：
（1）实验开始前，按图装好装置，检验装置气密性，打开止水夹b，关闭止水夹a，向装置中通入一定量
氧气，并封闭进气口，若观察到_________________________________，则证明装置气密性良好。
（2）打开止水夹a后，再关闭止水夹b，通入一段时间的纯氧，通入氧气的目的是____，
之后关闭止水夹a，打开止水夹b。
（3）加热A、D，缓缓通入纯氧，使氨基酸样品发生燃烧，装置D中的铜网的作用是______________
实验前后需要通过称量获取相关数据的装置是_________。
（4）E装置的作用是测量_________的体积，并由此确定待测氨基酸中含有的_________的质量，为了较准确地测量该气体的体积。
在读反应前后甲管中液面的读数求其差值的过程中，应注意_________（填代号）。
a．视线与粗细蓝线的交界点相平b．等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻读数
c．读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平d．读数时不一定使甲、乙两管液面相平
（5）氨基酸燃烧完全后，是否需要继续通入氧气_______（填“是”或“否”），其理由是_________。
5、苯甲醛在医药、染料、香料等工业有广泛的应用。
实验室通过下图所示的操作流程可制备苯甲醛：
试回答下列问题：
（1）此反应中氧化剂是_________________，稀硫酸的作用是______________________。
（2）操作I需经三步才能完成：
第一步为冷却结晶，第二步为___________，第三步为洗涤；其中冷却的目的是______________；第二步需用到的玻璃仪器为__________。
（3）操作II的名称为___________________，该操作主要适用于_____________________。
（4）操作Ⅲ的原理是_______________________________________________________。
（5）实验过程中，可以循环使用的物质是_________________________________。
（6）实验中发现，反应时间不同，苯甲醛的产率也不同（数据见下表）
反应时间（h）
1
2
3
4
5
苯甲醛产率（％）
76.0
87.5
83.6
72.5
64.8
请结合苯甲醛的结构特点，分析当反应时间过长时，其产率下降的原因：
____________。
6、三聚氰胺（化学式：
C3N6H6）是一种非食品类的重要有机化工原料，广泛用于塑料、造纸、建材等行业。
下图是我国科技工作者于2004年研制的以尿素为原料生产三聚氰胺的工艺——“常压气相一步法联产纯碱新技术”：
已知：
①尿素的熔点是132.7℃，常压下超过160℃即可分解；
②三聚氰胺的熔点是354℃，加热易升华，微溶于水；
③以尿素为原料生产三聚氰胺的原理是：
6CO（NH2）2
C3N6H6+6NH3+3CO2
请回答：
（1）尿素是一种常用含氮量最高的化肥，其氮元素的质量百分数为，在实验室使其熔化的容器名称叫______________。
工业上合成尿素的化学反应方程式为：
________________________________________________________（反应条件可以不写）；
（2）写出各主要成份的化学式：
产品1___________、产品2___________、X___________；
（3）联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为：
_________________________________；
（4）若生产过程中有4%的尿素损耗，每吨尿素可生产三聚氰胺_______吨，副产品纯碱_______吨。
7、碘酸钾晶体有较高的稳定性，但在酸性溶液中，碘酸钾是一种较强的氧化剂，能跟某些还原剂作用生成碘；在碱性溶液中，碘酸钾能被氯气、次氯酸等强氧化剂氧化为更高价的碘的含氧酸盐。
工业生产碘酸钾的流程如下：
（已知碘、氯酸钾和水混合后的反应为：
6I2+11KClO3+3H2O→6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑）
操作II
操作III
操作I
去氯
（1）从以下选项中选择上述流程中的操作（填编号）Ⅰ_______、Ⅱ_______、Ⅲ_______
A．蒸发B．过滤C．干燥D．结晶、过滤E．蒸发、结晶
（2）混合反应后，用稀酸酸化有利于氯气从反应混合物中逸出，在稀盐酸和稀硝酸中不能选用的酸是_______，理由是_________________________________________________；
（3）X的化学式为______________，写出用试剂X调节pH的化学方程式
______________________________________________________________________；
（4）生产中，如果省去“酸化”、“去氯”、“操作Ⅰ”这三步操作，直接用试剂X调整反应后溶液的pH，对生产碘酸钾有什么影响？
_________________________________。
8、某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成（质量分数）如下：
软锰矿
闪锌矿
MnO2约70%,SiO2约20%，Al2O3约4%，
其余为水分
ZnS约80%，FeS、CuS、SiO2共约7%，
其余为水分
科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。
MnCO3、ZnCO3
请回答下列问题。
（1）流程Ⅰ所得滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3等，则流程Ⅰ中被氧化的物质有_____________种。
（2）流程Ⅱ中反应的离子方程式为_____________________________________________。
氢氧化物
Fe（OH）3
Al（OH）3
Fe（OH）2
开始沉淀pH
1.5
3.3
7.6
（3）氢氧化物开始沉淀的pH如下表：
流程Ⅲ中MnO2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，不直接生成Fe（OH）2沉淀的原因是________
_______________________；MnCO3和ZnCO3的作用是__________________________。
（4）右下图是Na2SO4和Na2SO4•10H2O的溶解度（g/100g水）曲线，又知MnSO4和ZnSO4的溶解度随温度的升高而增大，则流程Ⅳ得到Na2SO4固体的操作是：
将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶、趁热过滤、_______、干燥，要“趁热”过滤的原因是______________________。
（5）本工艺所用的原料除软锰矿、闪锌矿、硫酸外还需要购买的原料是_______________。
（6）流程Ⅴ的反应为：
MnSO4+ZnSO4+2H2O
MnO2+Zn+2H2SO4
从整个流程看，参与循环生产的物质有（写化学式）______________________________。
（7）MnO2和Zn可按物质的量之比1：
1生产锌-锰干电池，则从主产MnO2和Zn的角度计算，所用软锰矿和闪锌矿的质量比大约是_______________。
9、孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。
实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及纳米材料G，步骤如下：
请回答下列问题：
（1）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。
从下列所给试剂中选择：
实验步骤中试剂①最佳为___________（填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为___________（填代号）。
a.KMnO4/H+ b.Cl2c.H2O2d.KSCN
沉淀D中除了过量的CuO外，还存在另一种固体，其化学式为___________________，加入CuO作用是___________________________________________________________。
（2）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过______________________________操作。
除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是_______________。
（3）制备纳米材料G时，应向CaCl2溶液中选通入（或先加入）___________（填化学式）。
写出该反应的化学方程式_____________________________________________。
（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，可用KMnO4标准溶液滴定，取用KMnO4标准溶液应使用_____________________。
取A溶液稀释一定倍数后，用KMnO4标准溶液滴定，终点现象为_________。
10、CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。
以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图：
已知：
①钴与盐酸反应的化学方程式为：
Co＋2HCl→CoCl2＋H2↑
②CoCl2·6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③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
Co（OH）2
Al（OH）3
开始沉淀
2.3
7.5
7.6
3.4
完全沉淀
4.1
9.7
9.2
5.2
请回答下列问题：
（1）在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为____________________________________________________。
（2）加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是_______________________________________。
（3）操作Ⅰ包含3个实验基本操作，它们依次是___________________________和过滤。
（4）制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是____________________________。
（5）为测定产品中CoCl2·6H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。
通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100％，其原因可能是___________________________。
（6）在实验室，为了从上述产品中获得纯净的CoCl2·6H2O，通常先将产品溶解在乙醚中，除去不溶性杂质后，再进行_______________操作。
11、
（1）Solvay制碱（氨碱）法和侯德榜（联合）制碱法的基本原理均可表示为（用反应方程式表示）：
NaCl+_____________________→NaHCO3↓+________
如果从海水中提取的食盐未经提纯，将NaHCO3沉淀滤出后，母液中残留的离子主要有Cl—、NH4+和______、______及______、______、______等。
Solvay对母液的基本处理是：
加入______。
所以Solvay法中_____________________是循环使用的。
侯德榜对母液的基本处理是：
加入______和______，得到重要的副产品_________。
所以侯德榜法中_____________________是部分循环使用的。
（2）工业上需要对溶液进行碱化时，常用氨水替代NaOH。
好处何在，请说出你对此的看法。
a.__________________________________，b.___________________________________。
12、用海水可同时提取氯化钠和金属镁或镁的化合物，其流程如下图所示：
（1）在实验室中由粗盐“重结晶”制精制食用盐，需要“蒸发”等操作。
有关“蒸发”的目的或操作错误的是_______________（填写选项编号）。
a.得到热的饱和溶液b.得到晶体c.用余热蒸干溶液
（2）上述流程中：
①用过量盐酸溶解氢氧化镁的原因是：
________________________________________；
②操作A的实验步骤包括：
_______________、_______________、_______________。
（3）若在空气中加热MgCl2·nH2O，生成的是Mg（OH）Cl，写出反应的化学方程式：
____________________________________________________________。
13、丁烷催化裂解可按两种方式进行：
C4H10→C2H4+C2H6；C4H10→CH4+C3H6。
某化学兴趣小组为了测定裂解气中CH4和C2H6的比例关系，设计实验如下图所示：
如图连接好装置后，需进行的操作有：
①给D、G装置加热，②检查整套装置的气密性，③排出装置中的空气等。
注：
CuO能将烃氧化成CO2和H2O；Al2O3是烷烃裂解的催化剂；G后面装置已省略。
（1）这三步操作的先后顺序是_________（填序号）；
（2）简要叙述证明空气已排尽的操作方法______________________________________
________________________________________________________________________；
（3）为了提高测定结果的准确性，下列措施可行的是______________________；
a.通过观察B装置中气泡，调节开关K，控制气流平缓
b.将玻璃管D、G中的固体均匀地附着在石棉绒上，增大接触面积
c.反应完成后，取下E装置测量其增加的质量即为烯烃总质量
d.反应完成后，取下G装置直接测量其减少的质量即为CuO中氧元素的质量
（4）假定丁烷完全裂解，且流经各装置中的气体能完全反应。
当装置E和F的总质量比反应前增加了0.7g，G装置中固体质量比反应前减少了1.76g，则丁烷的裂解产物中CH4和C2H6的物质的量之比n（CH4）:
n（C2H6）=__________________；
（5）若对实验后E装置中的混合物再按以下流程进行实验：
①分离操作I、Ⅱ的名称分别是：
I_____________，Ⅱ________________；
②Na
SO
溶液的作用是（用离子方程式表示）______________________________；
若将NaOH溶于乙二醇后再与有机物B混台加热，写出反应生成的所有可能产物的结构简式（同一个碳原于上连有两个碳碳双键的结构不稳定，可不考虑）_________________________________________________________________________。
14、某厂使用的燃料为含S约4%~7%（质量分数）的褐煤。
为除去烟气中的SO2，化害为利，采用以下工艺流程：
（1）吸收过程中可能产生的物质为______________________；
（2）调节pH使用的试剂为液氨，写出反应的离子方程式_______________________；
（3）试剂A可能是__________（填编号）；
a．硝酸b．浓硫酸c．空气
若以氧气为氧化剂，写出反应的化学方程式______________________________；
（4）烟气的温度很高，经过热交换后溶液中即有部分晶体析出，主要原因是_________________________，从化工生产三原则的角度分析这一工序在该工业生产的中的目的____________________________；
（5）指出该工艺流程产品的一项用途________________；
（6）用上述工艺可以去除烟气中98%的SO2。
该厂消耗上述褐煤10吨最多可制得产品________吨。
15、钙盐制取CaO2·8H2O，再经脱水制得CaO2。
CaO2·8H2O不溶于水，在0℃时稳定，加热至130℃时逐渐变为无水CaO2。
其制备过程如下：
NH4Cl晶体（副产品）
30%H2O2
根据以上信息，回答下列问题：
（1）写出制取CaO2·8H2O的化学方程式是_________________________________。
（2）为了控制沉淀温度为0℃左右，在实验室宜采取的方法是______________________。
（3）操作A的步骤为_______________________________________________________。
（4）检验“水洗”已经洗净的方法是____________________________________________。
（5）测定含杂质的产品中CaO2含量的实验步骤是：
（己知：
①CaO2在酸性条件下将I—氧化为I2②I2+2S2O32—→2I—+S4O62—③杂质不与I—反应）
第一步：
准确称取ag产品于锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的bgKI晶体，再滴入适量2mol/L的盐酸，充分反应。
第二步：
向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步：
逐滴加入浓度为cmol/L的Na2S2O3溶液至反应完全，消耗Na2S2O3溶液VmL。
①第三步反应完全时的现象为______________________。
②产品中CaO2的质量分数为______________________（用字母表示）。
③某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO2的质量分数偏高（测定过程中由操作产生的误差忽略不计），可能的原因是______________。
16、某同学设计了以下流程来检验碳酸钠粉末中含有少量氯化钠和氢氧化钠。
（1）步骤3的操作名称是___________；步骤1所需玻璃仪器是______________________；
（2）试剂A是___________，加入试剂A的目的是__________________（填字母编号）；
a.检验OH—离子b.检验Cl—离子
c.除去CO32—离子d.避免对Cl-或OH-的检验的干扰
判断试剂A是否足量的方法是____________________________________________。
（3）步骤4是为了检验___________离子，所需要的试剂B是______________________。
（4）请简述步骤5的具体操作过程（所加试剂、现象及结论）
_____________________________________________________________________________。
17、红矾钠（重铬酸钠：
Na2Cr2O7·2H2O）是重要的基础化工原料。
铬常见价态有+3、+6价。
铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr2O4（含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质），实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下：
①中主要反应：
4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
①中副反应：
Al2O3+Na2CO3
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