(20分)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原
题型:不详难度:来源:
(20分)聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:
已知:Fe3+、Al3+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2。 根据流程图回答下列问题: (1)“煅烧”的目的是_______________________________________________。 (2)“浸出”过程中发生反应的离子方程式为_______________________________。 (3)“浸出”选用的酸为_______。配制质量分数15%的A酸需要200mL30%的A酸(密度约为1.15g/cm3)和_______g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。 (4)为提高铝的浸出率,可采取的措施有 _______________(要求写出三条)。 (5)“调节溶液pH在4.2~4.5”的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是_________________;“蒸发浓缩”需保持温度在90~100℃,控制温度的实验方法是___________ ______。 (6)实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为_________________ |
答案
(1)改变高岭土中氧化铝的结构,使其能溶于酸。 (2)Al2O3+6H+ ="=" 2Al3++3H2O Fe2O3+6H+ ="=" 2Fe3++3H2O (3)盐酸 230 量筒 (4)加热或提高反应温度,将煅烧后的块状固体粉碎,适当增大盐酸浓度,充分搅拌,延长反应时间(任答3条) (5)pH计(或精密pH试纸) 水浴加热 (6) |
解析
“煅烧”的目的是改变高岭土中氧化铝的结构,使其能溶于酸。“浸出”过程中发生反应与酸反应。该酸要溶液挥发,不会形成杂质。为提高铝的浸出率,可采取的措施有加热或提高反应温度,将煅烧后的块状固体粉碎,适当增大盐酸浓度,充分搅拌,延长反应时间。控制温度的实验方法是水浴加热 。 |
举一反三
实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1mol(CH2)6N4H+与1molH+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验: 步骤Ⅰ 称取样品1.500g。 步骤Ⅱ 将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀。 步骤Ⅲ 移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。 (1)根据步骤Ⅲ填空: ①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 ②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 ③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察________。 A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化 ④滴定达到终点的判断是 。 (2)滴定结果如下表所示:
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol/L,则该样品中氮的质量分数为________。 |
(12分)Na2CO3俗称纯碱、苏打,NaHCO3俗称小苏打,两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你根据所学知识帮他们完成有关的设计和实验。 (1)甲同学测定两者的酸碱性:各取一定量的固体溶于水,配成相同浓度的溶液,测定其pH值,测定结果为Na2CO3、NaHCO3的pH分别为a和b(a、b均大于7)。 Ⅰ.测定溶液的pH值所用的主要仪器有:pH试纸、表面皿、 和标准比色卡。 Ⅱ.有关①100mL0.1 mol·L-1NaHCO3、②100mL0.1 mol·L-1Na2CO3两种溶液的叙述不正确的是( )A.溶液中水电离出的OH-个数:②>① | B.溶液中阴离子的物质的量浓度之和:②>① | C.①溶液中:c(CO32-)>c(H2CO3) | D.②溶液中:c(HCO3-)>c(H2CO3) | (2)乙同学取一定量的碳酸钠溶液于试管中,滴加2~3滴酚酞试液,发现溶液变红,继续滴加BaCl2溶液,预计可观察到 ,请你结合必要的离子方程式,应用平衡的观点解释有关现象的产生: 。 (3)常温下,现有pH均为11的标签模糊的NaOH和Na2CO3溶液,则NaOH溶液中由水电离出来的OH-浓度为Na2CO3溶液中水电离出来OH-浓度的 倍。丙同学设计如下实验予以区别:各取1mL两种溶液加水稀释至1L,分别测定其pH。请问丙同学是如何判断哪瓶溶液为Na2CO3溶液? ;丁同学各取1mL两种溶液,分别滴加少量AlCl3溶液观察有无沉淀或气体进行鉴别,则溶液滴加后同时产生沉淀和气体的反应离子方程式为 。 (4)已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9,不考虑其它因素影响,现将0.400 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.200 mol·L-1的CaCl2溶液等体积混合,则混合后溶液中Ca2+浓度为 mol·L-1。 |
(11分) 某同学做了如下实验:用三支试管、水槽、胶塞、导管、酒精喷灯及其它必要的仪器和物品,设计了以下实验装置,完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题。 (1)写出该反应的反应方程式 。 (1)试管A中装的试剂是 ;试管B中装的试剂是 。 (2)试管C中收集气体的方法叫作 ;收集的气体是 (填化学式)。 (3)如果要在气体导出管口点燃该气体,则必须对该气体进行 。 (4)该同学欲确定反应后A试管中还原铁粉是否完全反应,其中的固体成分有哪些,设计了如下实验方案:(以下各空填化学式) ①待A试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液x; ②取少量溶液x滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明A试管中固体物质一定有 ,若溶液未变红色则说明A试管中固体物质的成分是 。 (5)该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是(用离子方程式表示)___________________________________________________________。 |
(本小题满分14分)某研究性学习小组欲验证红热的炭与浓硫酸发生反应所生成的各种产物,按气体的流动方向设计了如下实验流程:
(1)①中反应的化学方程式为 ; (2)②处的现象是: 。 (3)品红溶液使用了两次,第一次使用时的作用是 第二次使用时的作用是________________ _。 (4)二氧化硫也能使溴水褪色,表现了二氧化硫的 性。(“还原”、“漂白”) 反应的化学方程式为: 。 (5)根据 现象,可证明产物中一定有CO2气体 |
(12分)在室温下,化学反应I–(aq) + OCl–(aq) = OI–(aq) + Cl–(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示:
实验编号
| I–的初始浓度 (mol·L-1)
| OCl–的初始浓度 (mol·L-1)
| OH–的初始浓度 (mol·L-1)
| 初始速率v (mol·L-1· s-1)
| 1
| 2 × 10–3
| 1.5 × 10–3
| 1.00
| 1.8 × 10–4
| 2
| a
| 1.5 × 10–3
| 1.00
| 3.6 × 10–4
| 3
| 2 × 10–3
| 3 × 10–3
| 2.00
| 1.8 × 10–4
| 4
| 4 × 10–3
| 3 × 10–3
| 1.00
| 7.2 × 10–4
| 已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v=" k" [I–]1 [OCl–]b [OH–]c(温度一定时,k为常数) ①为了实施实验1,某同学取5mL0.02mol·L-1碘化钾溶液、5mL0.015 mol·L-1次氯酸钠溶液、40mL某浓度氢氧化钠溶液混合反应。则该氢氧化钠溶液物质的量浓度为 ________________(2分) ②实验2中,a= (2分) ③设计实验2和实验4的目的是 ;(2分) ④计算b、c值:b= ;c= (4分) ⑤若实验编号4的其它浓度不变,仅将溶液的酸碱值变更为pH = 13,反应的初始速率v= 。(2分) |
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