3.硝酸鋁是一種常用皮革鞣劑.工業(yè)上用鋁灰(主要合Al、Al2O3、Fe2O3等)制取硝酸鋁晶體[Al(NO33﹒nH2O]的流程如下:

完成下列填空:
(1)用NaOH固體配制30%的NaOH溶液,所需的玻璃儀器除燒杯外,還有b.
a容量瓶    b量筒    c.燒瓶
(2)反應(yīng)Ⅱ中為避免鋁的損失,需要解決的問(wèn)題是如何控制反應(yīng)終點(diǎn)(或硝酸的用量).
(3)從反應(yīng)Ⅲ所得溶液中得到硝酸鋁晶體的步驟依次是:減壓蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、低溫烘干.
(4)有人建議將反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ合并以簡(jiǎn)化操作,說(shuō)明工業(yè)上不采用這種方法的原因產(chǎn)物中雜質(zhì)NaNO3的含量較高.
(5)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用鋁灰制各硝酸鋁晶體,其流程如下:

氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3
開(kāi)始沉淀pH1.94.2
沉淀完全pH3.25.4
調(diào)節(jié)pH的目的是將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去.
為使得到的硝酸鋁晶體較純凈,所用的X物質(zhì)可以是BC(填編號(hào)).
A.氨水          B.鋁         c.氫氧化鋁     D.偏鋁酸鈉
(6)該實(shí)驗(yàn)室制法與工業(yè)上制法相比,其缺點(diǎn)是產(chǎn)生大量污染性氣體NO等.
(7)稱(chēng)取7.392g硝酸鋁晶體樣品,加熱灼燒使其分解完全,最終得到1.020gAl2O3,計(jì)算硝酸鋁晶體樣品中結(jié)晶水的數(shù)目為8.7.

分析 鋁灰用氫氧化鈉溶液溶解,鋁、氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,氧化鐵不反應(yīng),過(guò)濾分離,濾液中含有偏鋁酸鈉、未反應(yīng)的NaOH,加入硝酸中和未反應(yīng)的氫氧化鈉,并將偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀,再過(guò)濾分離,氫氧化鋁沉淀再用硝酸溶解,得到硝酸鋁溶液,經(jīng)過(guò)減壓蒸發(fā)得到硝酸鋁晶體.
(1)用天平稱(chēng)量氫氧化鈉,用量筒量取水的體積,在燒杯中溶解,并用玻璃棒攪拌;
(2)硝酸屬于強(qiáng)酸,可以溶解氫氧化鋁沉淀,導(dǎo)致Al元素?fù)p失,應(yīng)控制硝酸用量,可以利用弱酸將偏鋁酸根轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀而不溶解;
(3)從反應(yīng)Ⅲ所得溶液中得到硝酸鋁晶體的步驟依次是:減壓蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、低溫烘干;
(4)產(chǎn)物中雜質(zhì)NaNO3的含量較高;
(5)鋁灰用稀硝酸溶解,Al、A12O3、Fe2O3均反應(yīng)得到硝酸鋁、硝酸鐵,加入X調(diào)節(jié)pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,過(guò)濾除去,加入的X能與酸反應(yīng)切不能引入新雜質(zhì);
(6)反應(yīng)會(huì)生成NO,污染空氣;
(7)硝酸鋁晶體分解得到氧化鋁、水,另外物質(zhì)相當(dāng)于N2O5,根據(jù)Al元素守恒計(jì)算硝酸鋁的物質(zhì)的量,結(jié)合N原子守恒計(jì)算N2O5的質(zhì)量,可得結(jié)晶水的質(zhì)量,再計(jì)算結(jié)晶水的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算結(jié)晶水?dāng)?shù)目.

解答 解:(1)用天平稱(chēng)量氫氧化鈉,用量筒量取水的體積,在燒杯中溶解,并用玻璃棒攪拌,還需要量筒,
故答案為:b;
(2)硝酸屬于強(qiáng)酸,可以溶解氫氧化鋁沉淀,導(dǎo)致Al元素?fù)p失,需要解決的問(wèn)題是:如何控制反應(yīng)終點(diǎn)(或硝酸的用量),可以將加入稀硝酸改為通入過(guò)量CO2,避免氫氧化鋁沉淀溶解,
故答案為:如何控制反應(yīng)終點(diǎn)(或硝酸的用量);
(3)從反應(yīng)Ⅲ所得溶液中得到硝酸鋁晶體的步驟依次是:減壓蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、低溫烘干,
故答案為:冷卻結(jié)晶、洗滌;
(4)反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ合并以簡(jiǎn)化操作,產(chǎn)物中雜質(zhì)NaNO3的含量較高,
故答案為:產(chǎn)物中雜質(zhì)NaNO3的含量較高;
(5)鋁灰用稀硝酸溶解,Al、A12O3、Fe2O3均反應(yīng)得到硝酸鋁、硝酸鐵,加入X調(diào)節(jié)pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,過(guò)濾除去,
加入的X能與酸反應(yīng)切不能引入新雜質(zhì),故不能選氨水、偏鋁酸鈉,可以選擇Al與氫氧化鋁,
故答案為:將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去;BC;
(6)Al與稀硝酸反應(yīng)會(huì)生成NO,污染空氣,
故答案為:產(chǎn)生大量污染性氣體NO等;
(7)硝酸鋁晶體分解得到氧化鋁、水,另外物質(zhì)相當(dāng)于N2O5,氧化鋁的物質(zhì)的量為$\frac{1.02g}{102g/mol}$=0.01mol,根據(jù)Al元素守恒,硝酸鋁的物質(zhì)的量為0.02mol,根據(jù)N原子守恒,可知N2O5為$\frac{0.02mol×3}{2}$=0.03mol,其質(zhì)量為0.03mol×108g/mol=3.24g,故結(jié)晶水為質(zhì)量為7.392g-1.02g-3.24g=3.132g,結(jié)晶水物質(zhì)的量為$\frac{3.132g}{18g/mol}$=0.174mol,故結(jié)晶水?dāng)?shù)目為$\frac{0.174mol}{0.02mol}$=8.7,
故答案為:8.7.

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案,側(cè)重考查是對(duì)工藝流程的理解、分析與評(píng)價(jià)以及化學(xué)計(jì)算,是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,需要學(xué)生具備知識(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用的能力,(7)中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn),學(xué)生不清楚發(fā)生的反應(yīng)導(dǎo)致無(wú)法計(jì)算,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù).下列關(guān)于0.2mol•L-1 Ba(NO32溶液的說(shuō)法不正確的是(忽略水的電離)( 。
A.1L溶液中含陰、陽(yáng)離子總數(shù)是0.6NA
B.500mL溶液中Βa2+的濃度是0.2mol•L-1
C.500mL溶液中NO-3的濃度是0.4mol•L-1
D.1L溶液中含有0.2NA個(gè)NO-3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

14.一種新型高效凈水劑PAFC(聚合氯化鐵鋁[AlFe(OH)nC16-n]m),廣泛用于日常生活用水和工業(yè)污水的處理.某化工廠欲以工業(yè)生產(chǎn)廢料(金屬鐵、鋁及其氧化物)為原料制取PAFC,設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程如下:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)用l0mol/L的濃鹽酸配制2mol/L的稀鹽酸,所用玻璃儀器除量筒和玻璃棒外,還有ABD.
A.容量瓶     B.燒杯     C.燒瓶     D.膠頭滴管
(2)下列關(guān)于PAFC的說(shuō)法中正確的是D
A.PAFC是一種有機(jī)高分子化合物              B.PAFC中Fe顯+2價(jià)
C.PAFC溶于水能電離出OH-,是一種堿        D.PAFC在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中均不能穩(wěn)定存在
(3)步驟Ⅱ中取樣分析的目的是C
A.測(cè)定溶液中Fe2+與Fe3+的含量比                    B.測(cè)定原料是否完全溶解
C.測(cè)定溶液中Fe2+的含量,以確定加入NaClO3的量    D.測(cè)定溶液中Al3+的含量
(4)寫(xiě)出向溶液中加入NaClO3時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++6H++C1O3-=6Fe3++Cl-+3H2O.
(5)該化工廠的化驗(yàn)室為測(cè)定產(chǎn)品PAFC中A1和Fe的含量,進(jìn)行下列試劑的選擇和基本操作:
①測(cè)定時(shí)所需的試劑有BC.
A.NH3•H2O     B.NaOH     C.CO2     D.NaClO3
②測(cè)定時(shí),直接測(cè)定的是Al2O3和Fe2O3的質(zhì)量(填化學(xué)式).
③在測(cè)定過(guò)程中的操作順序是:過(guò)濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱(chēng)量.(寫(xiě)操作名稱(chēng)).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

11.硝基苯的實(shí)驗(yàn)室制備主要步驟如下:
①配制一定比例的濃H2SO4與濃HNO3的混合酸,加入反應(yīng)器中;
②向室溫下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振蕩,混合均勻;
③在50~60℃下發(fā)生反應(yīng),直至反應(yīng)結(jié)束;
④除去混合酸后,粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和5% NaOH溶液洗滌,最后再用蒸餾,水洗滌;
⑤將用無(wú)水CaCl2干燥后的粗硝基苯進(jìn)行蒸餾,得到純凈硝基苯.
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
(1)怎樣將濃H2SO4與濃HNO3混合在一起?寫(xiě)出操作過(guò)程先將濃硝酸注入容器中,再慢慢注入濃硫酸,并及時(shí)攪拌和冷卻.
(2)步驟③中,用水浴加熱 法為了使反應(yīng)控制在50~60℃下進(jìn)行,
(3)步驟④中洗滌、分離粗硝基苯應(yīng)使用的儀器是分液漏斗.
(4)步驟④中粗產(chǎn)品用5% NaOH溶液洗滌的目的是除去粗產(chǎn)品中殘留的酸.
(5)寫(xiě)出反應(yīng)原理方程式
(6)苯的同系物,甲苯也能和硝酸反應(yīng),制備TNT,寫(xiě)出反應(yīng)方程式:+3HNO3$→_{△}^{濃硫酸}$+3H2O.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.如圖所示,中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室采用該裝置用于制備乙酸乙酯.
(1)寫(xiě)出制備乙酸乙酯的化學(xué)方程式CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O.
(2)濃硫酸在實(shí)驗(yàn)中的作用是催化劑、吸水劑.
(3)加熱一段時(shí)間后,在試管B飽和碳酸鈉溶液的液面上方有一層油層,在油、水交界處觀察到有氣泡產(chǎn)生,氣泡的主要成分是CO2
(4)停止加熱,取下試管B,嗅聞管內(nèi)液體氣味,聞到更多的是刺激性氣味,這是因?yàn)槲镔|(zhì)的揮發(fā)等因素導(dǎo)致產(chǎn)品混有雜質(zhì),如乙醇和乙酸等,故試管B中加飽和碳酸鈉溶液,反應(yīng)結(jié)束后,傾倒出油狀液體,再進(jìn)行蒸餾(填提純的操作方法),收集74~78℃的餾分即可獲得較純凈的乙酸乙酯.
(5)裝置中通蒸氣的導(dǎo)管要伸到飽和碳酸鈉溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止倒吸.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.硫酸亞錫(SnSO4)是一種重要的硫酸鹽,廣泛應(yīng)用于鍍錫工業(yè).某研究小組設(shè)計(jì)SnSO4制備路線如圖:

查閱資料:
I.酸性條件下,錫在水溶液中有Sn2+、Sn4+兩種主要存在形式.
Ⅱ.Sn2+的性質(zhì)與Fe2+的性質(zhì)相似.
回答下列問(wèn)題:
(1)錫元素在周期表中的位置是第五周期第ⅣA族.
(2)用SnCl2固體配制SnCl2溶液的方法是將SnCl2固體溶于濃鹽酸,加水稀釋至所需濃度,再加入適量Sn粉.
(3)反應(yīng)I得到沉淀是SnO,該反應(yīng)的離子方程式是Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑.
(4)洗滌SnO沉淀的方法是向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀,待水完全流出后重復(fù)操作2-3次.
(5)操作I是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌.
(6)酸性條件下,SnSO4還可以用作雙氧水去除劑,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O.
(7)該小組通過(guò)下列方法測(cè)定所用SnCl2固體的純度(雜質(zhì)不參與反應(yīng)):
①取6.10g SnCl2固體配制成100mL 溶液.
②取25.00mL溶液,向溶液中加入過(guò)量的FeCl3固體;
③再用0.10mol/L的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,達(dá)終點(diǎn)時(shí)記錄消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積.
④重復(fù)進(jìn)行②、③兩步操作,測(cè)定消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為25.00mL.
試計(jì)算SnCl2固體的純度(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.溴苯是一種化工原料,實(shí)驗(yàn)室合成溴苯的裝置示意圖如圖所示,物質(zhì)的有關(guān)數(shù)據(jù)信息如表,請(qǐng)按下列合成步驟回答問(wèn)題:
溴苯
密度/g?cm-30.883.101.50
沸點(diǎn)/℃8059156
水中溶解度微溶微溶微溶
(1)在a中加入15mL無(wú)水苯和少量鐵屑.在b中小心加入4.0mL液態(tài)溴. 向a中滴入幾滴溴,有白色煙霧產(chǎn)生,是因?yàn)樯闪薍Br氣體.繼續(xù)滴加至液溴滴完.裝置d的作用是吸收HBr和Br2;
(2)液溴滴完后,經(jīng)過(guò)下列步驟分離提純:
①向a中加入10mL水,然后過(guò)濾除去未反應(yīng)的鐵屑;
②濾液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌,NaOH溶液洗滌的作用是除去HBr和未反應(yīng)的Br2;
③向分出的粗溴苯中加入少量的無(wú)水氯化鈣,靜置、過(guò)濾.加入氯化鈣的目的是吸水(干燥);
(3)經(jīng)以上分離操作后,粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為苯,要進(jìn)一步提純,下列操作中必須的是C;(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.重結(jié)晶  B.過(guò)濾   C.蒸餾  D.萃取
(4)在該實(shí)驗(yàn)中,a的容積最適合的是B.(填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.25mL     B.50mL    C.250mL      D.500mL.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.化學(xué)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)═2NH3(l)的能量變化如圖所示,則該反應(yīng)的△H等于( 。
A.+2(a-b-c) kJ•mol-1B.+2(b-a) kJ•mol-1
C.+(b+c-a) kJ•mol-1D.+(a+b) kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:推斷題

13.W、X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大.XY2是紅棕色氣體;X與氫元素可形成XH3;Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等;W是形成有機(jī)物種類(lèi)最多的元素;R2+的3d軌道中有9個(gè)電子.請(qǐng)回答:
(1)Y基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p4;Y和W形成的三原子分子是非極性(填“極性”或“非極性”)分子.
(2)X與氫元素可形成的化合物XH3的中心原子雜化軌道類(lèi)型為sp3雜化,XH3的立體構(gòu)型是三角錐形.
(3)Z所在周期中第一電離能最大的主族元素Q名稱(chēng)氯元素.比較沸點(diǎn)高低:XY2<ZY.
(4)Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖1所示,晶胞中陰離子與陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比是2:1.
(5)R晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,R晶體中每個(gè)R原子周?chē)嚯x最近的R原子數(shù)目為12.

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同步練習(xí)冊(cè)答案