(9分)無水AlCl3是一種重要的有機(jī)合成催化劑,該物質(zhì)在183℃時升華,遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧。某中學(xué)化學(xué)興趣小組擬利用中學(xué)常見儀器設(shè)計實(shí)驗(yàn)制備無水AlCl3,實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。
請回答下列問題:
(1)制備實(shí)驗(yàn)開始時,先檢查裝置的氣密性,接下來的操作依次是________。
a.加入MnO2粉末 b.點(diǎn)燃A中酒精燈 c.加入濃鹽酸 d.點(diǎn)燃D處酒精燈
(2)寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________________________________。
(3)裝置B中的試劑是__________。該裝置存在安全隱患,請指出 。
(4)甲同學(xué)認(rèn)為F和G可以用一種儀器替代,且加入一種藥品即可達(dá)到相同效果。這種藥品可以是____。
(5)E中得到少量白色粉末,打開軟木塞后可明顯觀察到錐形瓶中有白霧生成,用化學(xué)方程式表示其原因____________________________________________。
(1)acbd (2)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2 ↑+2H2O
(3)飽和食鹽水;D、E間導(dǎo)管易發(fā)生堵塞 (4)堿石灰
(5)AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑
解析試題分析:(1)加藥順序一般是先加入固體藥品,再加入液藥品,最后再加熱.檢查裝置氣密性后,先加入固體,再加入液體:濃鹽酸,然后加熱;由于鋁易被氧化,因此首先加熱A處酒精燈,然后再加熱D出酒精燈,則依次順序是acbd;
(2)濃鹽酸和二氧化錳在加熱條件下能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水,方程式為故答案為:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2 ↑+2H2O。
(3)濃鹽酸具有揮發(fā)性,所以混合氣體中含有氯化氫;氯化氫極易溶于水;氯氣和水反應(yīng)方程式為 Cl2+H2OHCl+HClO,食鹽溶于水后電離出氯離子,抑制氯氣和水反應(yīng),降低氯氣的溶解度,所以選飽和食鹽水。由于氯化鋁在183℃時升華,所以該裝置的缺陷是D、E間導(dǎo)管易發(fā)生堵塞。
(4)F和G的主要是吸收剩余的氯氣以及防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入,所以可以用堿石灰代替。
(5)打開軟木塞后可明顯觀察到錐形瓶中有白霧生成,這說明反應(yīng)中有氯化氫生成,因此是氯化鋁與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氯化氫導(dǎo)致的,反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑。
考點(diǎn):考查氯氣以及氯化鋁制備實(shí)驗(yàn)的有關(guān)判斷與探究
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氯化鋁融鹽電解法是以氯化鋁為原料,以堿金屬或堿土金屬氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)為電解質(zhì)進(jìn)行電解制取鋁的方法。
(1)氯化鋁融鹽電解法需要先制純氧化鋁。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料通過以下途徑提純氧化鋁:
①依次寫出X、Y的成分 , 。
②如圖所示在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行過濾,操作中的兩處錯誤分別是 ; 。
(2)制備無水氯化鋁的反應(yīng)為:2Al2O3+6Cl24AlCl3+3O2
③為促進(jìn)該反應(yīng)的進(jìn)行,實(shí)際生產(chǎn)中需加入焦炭,其原理是 。
④加入焦炭后的化學(xué)反應(yīng)可表示為Al2O3+C+Cl2AlCl3+X↑,為確定氣體X是否是混合氣體,某同學(xué)將X依次通過灼熱的氧化銅和澄清的石灰水,再根據(jù)現(xiàn)象判斷。該操作是否正確?(填正確、不正確或無法判斷) ,請說明理由 。
(3)現(xiàn)在工業(yè)上通常用電解熔融氧化鋁方式制取鋁,理論上生產(chǎn)1噸鋁消耗的氧化鋁的質(zhì)量_________
(填“大于”、“小于”、“等于”)氯化鋁質(zhì)量。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
元素鋁是在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛的金屬元素。
(1)從礦石提取氧化鋁:礦石與NaOH溶液高溫反應(yīng),然后降溫析出晶體,再經(jīng)凈化和高溫煅燒得到氧化鋁。降溫析出晶體時的反應(yīng)方程式為: 。
(2)氧化鋁是工業(yè)電解冶煉鋁的重要原料,生產(chǎn)中加入冰晶石(Na3AlF6),其作用是 。
工業(yè)冶煉鋁的裝置示意圖如右:
①陰極的反應(yīng)式 ,
②在電解池工作過程中,需要不斷補(bǔ)充陽極材料,原因是 。
(3)有資料介紹:溶液中鋁元素以氫氧化物[用Al(OH)3表示]形式存在的pH范圍是3.8~10,F(xiàn)有A、B兩種均含鋁元素形成的某種離子溶液,其pH分別為1、13,兩溶液等體積混合時反應(yīng)的離子方程式為 。
(4)一種新型高效凈水劑PAFC——聚合氯化鐵鋁[A1Fe(OH)nCl6-n]m,廣泛用于日常生活用水和工業(yè)污水的處理。有關(guān)PAFC的說法正確的是 。(填選項(xiàng))
A.PAFC中鐵元素顯+2價
B.PAFC用于凈水時,比用相同量的氯化鋁和氯化鐵對水的pH改變小
C.PAFC可看作一定比例的氯化鐵與氯化鋁水解的中間產(chǎn)物
D.PAFC在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中都能穩(wěn)定存在
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計算題
以富含硫酸亞鐵的工業(yè)廢液為原料生產(chǎn)氧化鐵的工藝如下(部分操作和條件略):
Ⅰ.從廢液中提純并結(jié)晶出FeSO4·7H2O。
Ⅱ.將FeSO4·7H2O配制成溶液。
Ⅲ.FeSO4溶液與稍過量的NH4HCO3溶液混合,得到含F(xiàn)eCO3的濁液。
Ⅳ.將濁液過濾,用90 ℃熱水洗滌沉淀,干燥后得到FeCO3固體。
Ⅴ.煅燒FeCO3,得到Fe2O3固體。
已知:NH4HCO3在熱水中會分解。
⑴Ⅰ中,加足量的鐵屑除去廢液中的Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式是 。
⑵Ⅱ中,需加一定量酸,該酸最好是 。運(yùn)用化學(xué)平衡原理以及離子方程式簡述該酸的作用 。
⑶Ⅲ中,生成FeCO3的離子方程式是 。若FeCO3濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色,該變化的化學(xué)方程式是 。
(4)Ⅳ中,通過檢驗(yàn)SO42-來判斷沉淀是否洗滌干凈,檢驗(yàn)SO42-的操作是
(5)已知煅燒FeCO3的化學(xué)方程式是4FeCO3+O2 =2Fe2O3+4CO2,F(xiàn)煅燒464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg產(chǎn)品。若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有FeO,則該產(chǎn)品中Fe2O3的質(zhì)量是 kg。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計算題
將5.1g鎂鋁合金投入過量鹽酸中充分反應(yīng),得到500mL溶液和5.6L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2。計算:
(1)合金中鎂和鋁的質(zhì)量之比;
(2)所得溶液中Mg2+的物質(zhì)的量濃度。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(12分)第29屆奧運(yùn)會祥云火炬的外殼材料是高強(qiáng)度的鋁鎂合金。某課外活動小組欲對鋁鎂合金進(jìn)行研究,測定其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),他們利用鹽酸、氫氧化鈉溶液設(shè)計了三種不同的實(shí)驗(yàn)方案:
方案一:鋁鎂合金測定生成氣體的體積
方案二:鋁鎂合金測定生成氣體的體積
方案三:鋁鎂合金溶液稱量灼燒產(chǎn)物的質(zhì)量。
(1)寫出方案一中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。
(2)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)方案二設(shè)計了兩個實(shí)驗(yàn)裝置,如下圈(圖中的鐵架臺已省略)。
你認(rèn)為選擇 (選填甲或乙)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更合理,誤差更小。
(3)用方案三進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時,除了稱量灼燒產(chǎn)物質(zhì)量外,還需稱量的是 。
(4)拓展研究:在向鋁鎂合金溶于鹽酸后的溶液中加入過量NaOH溶液時,生成沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系可用數(shù)軸關(guān)系表示:
請你判斷,根據(jù)上圖數(shù)軸申的數(shù)據(jù)能否求出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)? (選填“能”或“不能”)
下列①②兩題選一題作答。
①若不能求出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),請說明理由 。
②若能求出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (保留一位小數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
純堿、燒堿等是重要的化工原料。
(1)利用下圖所示裝置可間接證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應(yīng):將A與B連接,打開止水夾,將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶,此時的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ,反應(yīng)的離子方程式是______ _。
(2)向100 mL2 mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO2,充分反應(yīng)后將溶液在一定條件下蒸發(fā)結(jié)晶,得到少量的白色固體。試設(shè)計實(shí)驗(yàn)確認(rèn)該白色固體的成分。
①提出合理假設(shè)。
假設(shè)1:該白色固體為NaOH和Na2CO3;
假設(shè)2:該白色固體為只有Na2CO3;
假設(shè)3:該白色固體為只有NaHCO3;
假設(shè)4:該白色固體為Na2CO3和NaHCO3
②基于假設(shè)4,設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明固體的成分是Na2CO3和NaHCO3。請在答題卡上寫出實(shí)驗(yàn)步驟及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。(步驟可不填滿也可增加)
限選實(shí)驗(yàn)試劑及儀器: 1moL·L–1HCl溶液、1mol·L–1 MgCl2溶液、0.5mol·L–1BaCl2溶液、1mol·L–1 Ba(OH)2溶液、甲基橙試液、酚酞試液、試管、膠頭滴管、過濾裝置。
實(shí)驗(yàn)步驟 | 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
步驟1: | |
步驟2: | |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
鐵鹽、亞鐵鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、污水處理等方面有著極其廣泛的應(yīng)用.
(一)用鐵屑與硫酸反應(yīng)制備FeSO4
已知4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O。FeSO4在水中的溶解度見圖。
(1)首先,將鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污,分離出液體,用水洗凈鐵屑。此步驟中,分離出液體的方法通常不用過濾,使用的操作是____________(填寫操作名稱)。
(2)向處理過的鐵屑中加入適量的硫酸,在一定溫度下使其反應(yīng)到不再產(chǎn)生氣體,趁熱過濾,得FeSO4溶液。此處:硫酸濃度應(yīng)選擇
A.濃硫酸 | B.10moL/L硫酸 | C.3moL/L硫酸 | D.任意濃度硫酸; |
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
開始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某化學(xué)興趣小組用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體,以探索工業(yè)廢料的再利用。其實(shí)驗(yàn)方案如下:
試回答下列問題:
(1)過濾用的器材已有濾紙、鐵架臺、鐵圈和燒杯,還要補(bǔ)充的玻璃儀器是_______________。
(2)由濾液A制得AlCl3溶液有途徑Ⅰ和Ⅱ兩條,你認(rèn)為合理的是_____________。
(3)從濾液E中得到綠礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作是_______________________________。
(4)寫出用濾渣F制備膽礬晶體的化學(xué)方程式_____________________________。
(5)有同學(xué)提出可將方案中最初溶解合金的燒堿改用鹽酸,重新設(shè)計方案,也能制得三種物質(zhì),你認(rèn)為后者的方案是否更合理?________,理由是___________。
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