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理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的 倍。 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)掌握粗盐提纯的原理及沉淀的转化关系。
(2)氧化还原反应的化学方程式的配平及相关计算,主要依据元素守恒规律、得失电子守恒规律。
【解析】(1)①除去食盐水中的Ca2+、Mg2+、S液中的S
,应先加入过量的BaCl2除去溶
,再加入Na2CO3、NaOH除去Ca2+、Mg2+。但由于BaSO4、BaCO3
时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3,使滤
的Ksp相差不大,当溶液中存在大量的C液中仍含有一定量的S
。②根据题目提供的工艺原理:氯化钠电解槽及二氧化
氯发生器中的产物通入氯化氢合成塔,并且要补充氯气,所以该工艺中可以利用的单质有H2、Cl2。在二氧化氯发生器中氯酸钠与盐酸反应生成二氧化氯,根据化合价的变化规律、质量守恒定律及工艺流程图可判断还有Cl2、NaCl、H2O生成,其化学方程式为2NaClO3+4HCl
2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。
(2)纤维素水解的最终产物为葡萄糖,所以D为C6H12O6,结合元素守恒生成物中还缺少Na2SO4,补充完反应物和生成物后可利用得失电子守恒规律进行配平。 (3)1 mol Cl2作氧化剂可得2 mol电子,1 mol ClO2作氧化剂可得5 mol电子,所以处理相同量的废水时CN-失去的电子数相同,所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍。
答案:(1)①BaCl2
BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量C为BaCO3(s)(或其他合理答案) ②H2、Cl2
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时,BaSO4(s)会部分转化
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2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
(2)(3)2.5
16.(2013·福建高考·25)固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想: 甲:Mg(NO2)2、NO2、O2 乙:MgO、NO2、O2 丙:Mg3N2、O2 (1)
丁:MgO、NO2、N2
实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是 _ 。 查阅资料得知:2NO2+2NaOH
NaNO3+NaNO2+H2O
针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
(2)实验过程
①仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E中有气泡连续放出,表明 。 ②称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中,加热前通入N2以驱尽装置内的空气,其目的是 ;
关闭k,用酒精灯加热时,正确操作是先 ,然后固定在管中固体部位下加
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热。
③观察到A中有红棕色气体出现,C、D中未见明显变化。
④待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0 g。 ⑤取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显现象。 (3)实验结果分析讨论
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想 是正确的。 ②根据D中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2,D中将发生氧化还原反应: (填写化学方程式),
溶液颜色会退去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检测到的原因是 _ 。 ③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步研究。 【解题指南】解答本题时要注意从实验目的出发去分析实验原理,根据实验原理确定实验装置的作用以及实验操作的目的、注意事项等问题。
【解析】(1)Mg(NO3)2分解时发生氧化还原反应,但一定不会生成MgO、NO2、N2,因为在硝酸镁中氮元素显+5价,而在NO2、N2中氮元素分别显+4价、0价,化合价均降低,没有化合价升高的元素,不符合氧化还原反应的规律。
(2)连接好装置后应先检验装置的气密性,然后装入样品进行实验,由于本实验要探究硝酸镁的分解产物,因此为了避免空气中的氧气干扰实验结果,应先通入氮气赶尽装置内的空气。利用酒精灯加热时应先预热玻璃管再集中加热。 (3)①由于有红棕色气体出现,说明有NO2生成,取少量剩余固体加水后未见明显现象,说明生成物不是Mg(NO2)2或Mg3N2。因为Mg(NO2)2会完全溶解,而Mg3N2会发生水解相互促进反应产生气体和沉淀。故猜想乙是正确的。②D中放置的
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是盛有亚硫酸钠和酚酞的溶液,由于S水解溶液会显红色,与氧气反应后生成
2Na2SO4。实验中未出现此现
硫酸钠,溶液红色褪去,涉及的反应为2Na2SO3+O2
象并不能说明分解产物中没有O2,因为也可能是氧气在B装置中已经完全反应。 答案:(1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案) (2)①装置气密性良好
②避免对产物O2的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管 (3)①乙 ②2Na2SO3+O2
2Na2SO4
O2在通过装置B时已参与反应(或其他合理答案)
17.(2013·山东高考·30)TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+CCl4(g)TiCl4,实验装置示意图如下:
TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下制备
有关物质性质如下表:
物质 CCl4 TiCl4 熔点/℃ -23 -25 沸点/℃ 76 136 其他 与TiCl4互溶 遇潮湿空气产生白雾 仪器A的名称是 ,装置E中的试剂是 。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、 、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。
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反应结束后的操作包括:①停止通N2 ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温。正确的顺序为 (填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是 。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括: 酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)简要工艺流程如下:
FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l) H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
①试剂A为 。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品TiO2收率降低,原因是 。 ②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是 。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是 (填化学式)。
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)通过表格中所提示的物质性质判断物质分离的方法。 (2)充分利用题目中的信息和问题理解反应流程。
【解析】(1)仪器A的名称为干燥管,因TiCl4遇潮湿空气产生白雾,为保证D中收集到的TiCl4不接触空气中的水蒸气,E中应盛装浓硫酸。在组装仪器之后应检验装置气密性。反应结束后,为防止倒吸,应先熄灭酒精灯,再冷却至室温,最后停止通N2。因为CCl4和TiCl4互溶且沸点差别较大,因此应采用蒸馏法分离。
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