甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上,300~400℃左右分解。Ⅰ、实验室制取的方法之一是:Ca(OH)2 +2HCHO + H2O2 = Ca(HCOO
题型:不详难度:来源:
甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上,300~400℃左右分解。Ⅰ、实验室制取的方法之一是:Ca(OH)2 +2HCHO + H2O2 = Ca(HCOO)2 + 2H2O + H2↑。 实验室制取时,将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中(投料物质的量之比依次为1∶2∶1.2),最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品。 (1)过氧化氢比理论用量稍多,其目的是 。 (2)反应温度最好控制在30-70℃之间,温度不易过高,其主要原因是 。 (3)制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量的Na2S溶液,加硫化钠的目的是 。 (4)实验时需强力搅拌45min,其目的是 ;结束后需调节溶液的pH 7~8,其目的是 。最后经结晶分离、干燥得产品。 Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO3;杂质为:Al2O3、FeCO3) 为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合如图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算),现提供的试剂有:a.甲酸钠,b.5mol·L-1硝酸,c. 5mol·L-1盐酸,d. 5mol·L-1硫酸,e. 3%H2O2溶液,f.澄清石灰水。
请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验步骤
金属 离子
| 开始沉淀 的pH
| 沉淀完全 的pH
| Fe3+
| 1. 1
| 3. 2
| Al3+
| 3. 0
| 5. 0
| Fe2+
| 5. 8
| 8. 8
| 步骤1.称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水,配成溶待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用。 步骤2. 。 步骤3. 。 步骤4.过滤后,将滤液与甲酸钠溶液混合,调整溶液pH 7~8,充分搅拌,所得溶液经蒸发浓缩、 、洗涤、60℃时干燥得甲酸钙晶体。 |
答案
Ⅰ(1)使甲醛充分氧化,提高甲醛的利用率和产品纯度(2分) (2)防止H2O2分解和甲醛挥发(2分) (3)除去重金属离子(使重金属离子形成硫化物沉淀除去)(2分) (4)使反应物充分接触,提高产率(2分);防止甲酸钙水解(或除去甲酸)(2分) Ⅱ 用稍过量硝酸溶解碳酸钙样品(2分);用石灰水调整溶液pH 5(2分);趁热过滤(1分)。 或:用稍过量盐酸溶解碳酸钙样品(2分);滴入适量的H2O2,并用石灰水调节溶液pH为 5(2分);过滤(1分)。 |
解析
试题分析:Ⅰ(1)化学反应中一种反应物过量目的是促进其他反应物充分反应,提高转化率;(2)双氧水易分解,甲醛易挥发,所以温度不易过高;(3)题干中提出产品中重金属含量极低,故该步是产生难溶的硫化物,除去重金属离子;(4)搅拌是使使反应物充分接触,使其反应完全,提高产率;甲酸钙为碱性水解,溶液为弱碱性是抑制其水解;Ⅱ该实验首先要去除杂质,同时生成可溶性钙盐,杂质中亚铁离子首先要氧化为铁离子(双氧水或硝酸),再生成氢氧化铁除去,铝离子也要生成碱除去,故调节pH为5(用石灰水调节);然后加入甲酸钠溶液混合生成溶解度较小、随温度变化不明显是甲酸钙,经蒸发浓缩,得到甲酸钙固体,趁热过滤,防止其它晶体析出。 |
举一反三
4,7-二甲基香豆素(熔点:132.6℃)是一种重要的香料,广泛分布于植物界中,由间甲苯酚为原料的合成反应如下:
实验装置图如下:
主要实验步骤: 步骤1.向三口烧瓶中加入60mL浓硫酸,并冷却至0℃以下,搅拌下滴入间甲苯酚30mL(0.29mol)和乙酰乙酸乙酯26.4mL (0.21mol)的混合物。 步骤2.保持在10℃下,搅拌12h,反应完全后,将其倒入冰水混合物中,然后抽滤、水洗得粗品 步骤3.粗品用乙醇溶解并重结晶,得白色针状晶体并烘干,称得产品质量为33.0g。 (1)图中仪品名称:a ,b 。 (2)浓H2SO4需要冷却至0℃以下的原因是 。 (3)反应需要搅拌12h,其原因是 。 (4)确定最终产品是4,7-二甲基香豆素的实验或方法是 。 (5)本次实验产率为 。 |
利用下列实验装置能完成相应实验的是
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用下图所示装置(必要时可加热试管),不能完成的实验是
A.试管中盛酚酞溶液,验证氨气的水溶液呈碱性 | B.试管中盛酸性高锰酸钾溶液,探究SO2的还原性 | C.试管中盛稀氢氧化钠溶液,验证CO2与NaOH反应的产物 | D.试管中盛淀粉KI溶液,验证氯气的氧化性 |
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某工厂用软锰矿(含MnO2约70%及Al2O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS),共同生产MnO2和Zn(干电池原料)。 已知:①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。 ②IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+Zn+2H2SO4。
(1)A中属于还原产物的是 。 (2)MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是 ;Ⅱ需要加热的原因是 ;C的化学式是 。 (3)Ⅲ中发生的离子方程式为 , ; (4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工原料是 。 |
工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如下: 有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物
| Al(OH)2
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Cu(OH)2
| Pb(OH)2
| Mn(OH)2
| 开始沉淀的pH
| 3.3
| 1.5
| 6.5
| 4.2
| 8.0
| 8.3
| 沉淀完全的pH
| 5.2
| 3.7
| 9.7
| 6.7
| 8.8
| 9.8
| 请问答下列问题: (1)酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是 。 (2)酸浸后的溶液中含有Mn2+、 SO42-,另含有少量Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+等,其除杂过程如下: ①加入MnO2将Fe2+氧化,其离子反应方程式为 。 ②加入CaO将溶液的pH调到5.2~6.0,其主要目的是 。 ③加入BaS,除去Cu2+、Pb2+后,再加入NaF溶液,除去 。 (3)从溶液A中回收的主要物质是 ,该物质常用作化肥。(4)MnO2粗品中含有少量Mn3O4,可以用稀硫酸处理,将其转化为MnSO4和MnO2,然后再用氧化剂将Mn2+转化为MnO2,制得优质MnO2,写出Mn3O4与稀硫酸反应的化学方程式 。 |
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