某種鎂礦石的主要成分是碳酸鎂,還含有較多的脈石(SiO2)和少量石灰石.圖1所示是利用該鎂礦石制備七水硫酸鎂(MgSO4•7H2O)的工藝流程,圖2是CaSO4和MgSO4的溶解度曲線.
根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)步驟①可在圖3裝置中進(jìn)行,儀器A的名稱是 ,硫酸要分批緩慢加入的原因是 防 ,礦石要粉碎和反應(yīng)過程中不斷攪拌的主要目的是 ,碳酸鎂與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 .
(2)沉淀A的成分是SiO2和少量的 ,
(3)上述流程中多次用到了過濾操作,實驗室過濾時需要用到的玻璃儀器是玻璃棒、燒杯和 .步驟④趁熱過濾的作用是 .
(4)步驟⑦的操作名稱是過濾、 、 .過濾操作時需將步驟⑥中冷卻結(jié)晶后的溶液和晶體轉(zhuǎn)移到漏斗中,最后器壁上往往還沾有少量晶體,需選用一種液體將器壁上的晶體淋洗并傾入漏斗中,下列液體最合適的是
A.冰水 B.濾液 C.稀硫酸 D.無水乙醇
(5)步驟⑦中洗滌晶體時,先冰水洗,后用酒精洗,用冰水洗的目的:①除去晶體表面的硫酸等雜質(zhì),② ,用酒精洗的目的是
(6)步驟⑦不宜采用加熱干燥的方法,可能的原因是 .
(7)晶體中所含結(jié)晶水可通過重量分析法測定,主要步驟有:①稱量,②置于烘箱中脫結(jié)晶水,③冷卻,④稱量,⑤重復(fù)②~④至恒重,⑥計算.步驟③需要在干燥器中進(jìn)行,理由是 ;步驟⑤的目的是 .
考點: 制備實驗方案的設(shè)計.
分析: 鎂礦石的主要成分是碳酸鎂,還含有較多的脈石(SiO2)和少量石灰石,加入硫酸后二氧化硅不反應(yīng),而碳酸鎂、碳酸鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣、硫酸鎂,硫酸鈣為微溶物,則沉淀A中含有二氧化硅和CaSO4或CaSO4•2H2O;濾液中含有硫酸鎂、硫酸和少量硫酸鈣,根據(jù)溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的影響可通過蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾的方法出去硫酸鈣,從而得到硫酸鎂溶液;然后對過濾Ⅱ所得濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到硫酸鎂晶體,再通過⑦過濾、洗滌、干燥獲得七水硫酸鎂(MgSO4•7H2O),
(1)根據(jù)A的構(gòu)造寫出其名稱;該反應(yīng)中有氣體生成,容易導(dǎo)致反應(yīng)物溢出;根據(jù)硫酸鈣為微溶物,易包裹在碳酸鎂外邊阻止了反應(yīng)的進(jìn)行分析;碳酸鎂與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂、二氧化碳?xì)怏w和水,據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(2)根據(jù)分析判斷沉淀A的組成;
(3)根據(jù)過濾操作的方法判斷使用的玻璃儀器;溫度較高時,MgSO4在溶液中溶解度較大;
(4)獲得的硫酸鎂中混有少量稀硫酸,需要通過洗滌、干燥除去;MgSO4難溶于乙醇,用乙醇洗滌可以減少MgSO4的損失;
(5)溫度低可以降低硫酸鎂的損失,且能夠除去硫酸;硫酸鎂不容易乙醇,除去水分可用乙醇;
(6)晶體受熱易分解失去結(jié)晶水;
(7)防止晶體吸收空氣中的水分;重復(fù)步驟②~④至恒重,保證結(jié)晶水完全失去.
解答: 解:鎂礦石的主要成分是碳酸鎂,還含有較多的脈石(SiO2)和少量石灰石,加入硫酸后二氧化硅不反應(yīng),而碳酸鎂、碳酸鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣、硫酸鎂,硫酸鈣為微溶物,則沉淀A中含有二氧化硅和硫酸鈣;濾液中含有硫酸鎂、硫酸和少量硫酸鈣,根據(jù)溫度對硫酸鎂、硫酸鈣的影響可通過蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾的方法出去硫酸鈣,從而得到硫酸鎂溶液;然后對過濾Ⅱ所得濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到硫酸鎂晶體,再通過⑦過濾、洗滌、干燥獲得七水硫酸鎂(MgSO4•7H2O),
(1)圖3中A的名稱為三頸燒瓶;硫酸與碳酸鎂、碳酸鈣的反應(yīng)中有二氧化碳?xì)怏w生成,若加入硫酸的量過快,則會導(dǎo)致反應(yīng)中產(chǎn)生大量泡沫使物料從反應(yīng)器溢出,所以加入分批緩慢加入硫酸的目的是防止硫酸加入過快導(dǎo)致反應(yīng)中產(chǎn)生大量泡沫使物料從反應(yīng)器溢出;
由于反應(yīng)生成的硫酸鈣包裹在鎂礦石表面會導(dǎo)致反應(yīng)難以進(jìn)行,所以礦石要粉碎且反應(yīng)過程中不斷攪拌;
碳酸鎂與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MgCO3+H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑,
故答案為:三頸燒瓶;防止硫酸加入過快導(dǎo)致反應(yīng)中產(chǎn)生大量泡沫使物料從反應(yīng)器溢出;防止反應(yīng)生成的硫酸鈣包裹在鎂礦石表面導(dǎo)致反應(yīng)難以進(jìn)行;MgCO3+H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑;
(2)硫酸鈣微溶,所以沉淀A為CaSO4或CaSO4•2H2O,
故答案為:CaSO4或CaSO4•2H2O;
(3)根據(jù)過濾操作的方法可知,實驗室過濾時需要用到的玻璃儀器是:玻璃棒、燒杯和漏斗;
溫度較高時,MgSO4在溶液中溶解度較大,所以趁熱過濾可以防止MgSO4從溶液中以晶體的形式析出,
故答案為:漏斗;防止MgSO4•7H2O晶體析出;
(4)獲得較純的硫酸鎂晶體,需要通過過濾、洗滌、干燥的操作方法完成;
MgSO4難溶于乙醇,用乙醇沖洗可以減少MgSO4的損失,而選用冰水、濾液、稀硫酸均能使硫酸鎂因為溶解而損失,
故答案為:洗滌、干燥;D;
(5)步驟⑦中洗滌晶體時,先冰水洗,后用酒精洗,用冰水洗的目的:①除去晶體表面的硫酸等雜質(zhì),②溫度低溶解度小,從而降低洗滌過程中MgSO4•7H2O的損耗;獲得的硫酸鎂晶體表明中含有多余的水分,硫酸鎂不溶于乙醇,故可用酒精洗洗滌,
故答案為:降低洗滌過程中MgSO4•7H2O的損耗;除去晶體表面的水;
(6)MgSO4•7H2O受熱易分解失去結(jié)晶水轉(zhuǎn)化為MgSO4,使得到的硫酸鎂晶體的質(zhì)量減小,所以不能采用直接加熱法干燥;
故答案為:加熱易使MgSO4•7H2O失去結(jié)晶水;
(7)晶體易吸水,為防止吸水步驟③需要在干燥器中進(jìn)行;
步驟⑤重復(fù)步驟②~④至恒重,其目的是保證結(jié)晶水完全失去,減小測定誤差,
故答案為:防止吸水;檢驗晶體中的結(jié)晶水是否已全部失去.
點評: 本題考查了物質(zhì)的制備、分離提純實驗方案的設(shè)計,題目難度較大,注意把握習(xí)題中的信息、物質(zhì)的性質(zhì)及混合物分離方法為解答的關(guān)鍵,試題側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Α⒁约坝嬎隳芰Φ目疾椋?/p>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
下列物質(zhì)中既能與稀H2SO4反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng)的是( 。
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Al ⑤Na2CO3.
A. ③④ B. ①②③④ C. ①③④ D. 全部
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
取一定量的鐵、銅混合物粉末,平均分成五等份,分別向每一份中加入一定量的稀硝酸,實驗中收集到的NO氣體(稀硝酸的唯一還原產(chǎn)物)的體積及所得剩余固體的質(zhì)量記錄如下(所有氣體的體積均在標(biāo)況下測定)
實驗序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
HNO3溶液的體積(mL) | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
剩余固體質(zhì)量(g) | 17.2 | 8 | 0 | 0 | 0 |
氣體體積(L) | 2.24 | 4.48 | 6.72 | 7.84 | 7.84 |
(1)該實驗中所用硝酸的物質(zhì)的量濃度
(2)第一次實驗后剩余固體為 ,第二次實驗剩余固體為 (均填寫化學(xué)式)
(3)求實驗中每次所取混合物中銅的質(zhì)量 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
已知:2Na[Al(OH)4]+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O.向含2mol NaOH,1mol Ba(OH)2,2mol Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2,則通入CO2的量和生成沉淀的量關(guān)系正確的是( 。
選項 A B C D
n(CO2)(mol) 2 3 4 6
n(沉淀)(mol) 1 2 3 3
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
某待測溶液(陽離子為Na+)中可能含有SO42﹣、SO32﹣、NO3﹣、Cl﹣、Br﹣、CO32﹣、HCO3﹣中的一種或多種,進(jìn)行如圖所示的實驗,每次實驗所加試劑均過量,下列說法不正確的是( 。
A. SO42﹣、SO32﹣至少含有一種
B. 沉淀B的化學(xué)式為BaCO3
C. 肯定存在的陰離子有CO32﹣、HCO3﹣、Cl﹣,還有SO42﹣、SO32﹣至少含有一種
D. 肯定沒有的離子是Br﹣
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
欲配制100mL 1.0mol/L Na2SO4溶液,正確的方法是( 。
①將14.2g Na2SO4溶于100ml水中
②將32.2g Na2SO4•10H2O溶于少量水中,再用水稀釋至100ml
③將20mL 5.0mol/L Na2SO4溶液用水稀釋至100ml.
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ①②③
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
如右圖所示a、b、c、d分別是幾種常見漏斗的上部,A、B、C、D是實際操作中各漏斗的下部插入容器中的示意圖,請指出A、B、C、D分別與a、b、c、d相匹配的組合及其組合后裝置在實驗中的應(yīng)用,例如:C和a組合,用于制取氣體.
①A與 組合,用于 ,②B與 組合,用于 ,
③B與 組合,用于 ,④D與 組合,用于 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
如圖是元素周期表短周期的一部分,若A原子最外層的電子數(shù)比次外層的電子數(shù)少3,則下列說法中正確的是( 。
| A. | D與C不能形成化合物 |
| B. | D的最高正價與B的最高正價相等 |
| C. | A、B、C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性強弱的關(guān)系是C>B>A |
| D. | A、B、C、D原子所具有的原子軌道類型和數(shù)目都相同 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
如圖是硫酸試劑瓶標(biāo)簽上的內(nèi)容:
(1).則該硫酸的物質(zhì)的量濃度為 mol•L﹣1.
(2).某化學(xué)興趣小組進(jìn)行硫酸性質(zhì)的實驗探究時,需要240mL 4.6mol•L﹣1的稀H2SO4,現(xiàn)取上述濃硫酸稀釋配制稀硫酸,則所需實驗儀器有 ,所需量取 mL的該硫酸.
(3)下面是某學(xué)生的操作過程:
a.將濃硫酸倒入另一個盛有適量蒸餾水的燒杯中稀釋,并冷卻到室溫;
b.用量筒量取濃硫酸;
c.用玻璃棒引流,將稀釋后的硫酸倒入已檢查不漏水的容量瓶中;
d.將所得溶液倒入試劑瓶,在試劑瓶上貼上標(biāo)簽待用.
e.用膠頭滴管加水至凹液面底部與刻度線相切,搖勻;
f.輕輕搖動容量瓶,使瓶內(nèi)液體混合均勻,再向容量瓶中加水至離刻度線1cm~2cm
g.洗滌燒杯和玻璃棒,并將洗滌液注入容量瓶.
正確的操作順序是 .(用字母表示)
(4)在配制4.6mol•L﹣1的稀H2SO4的過程中,下列情況對硫酸溶液物質(zhì)的量濃度有何影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)
①未經(jīng)冷卻趁熱將溶液注入容量瓶中: ;
②容量瓶用1mol•L﹣1的稀H2SO4潤洗: ;
③定容時仰視液面讀數(shù): .
④容量瓶有蒸餾水 .
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