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文档简介
中考化学-实验题9.实验室制取皓矾(ZnSO4·7H2O),晶体析出前的酸性饱和溶液中含有少量的Cu2+、Fe3+和Fe2+等杂质离子,为了除去杂质,获得纯净的皓矾晶体,设计如下工艺流程:
已知开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH值范围分别为:
Fe(OH)3:2.7~3.7;Fe(OH)2:7.6~9.6;Zn(OH)2:5.7~8.0
试回答下列有关的问题:
(1)加入的试剂①应是______;主要反应的离子方程式有:__________、____________、_______________。
(2)加入的试剂②,供选择使用的有:氯水、NaClO溶液、20%的H2O2、浓HNO3。应选用__________最好,其理由是________________。
(3)加入试剂③的目的是__________________________。[分析]:要想获得纯净的皓矾即ZnSO4·7H2O,必须去掉酸性饱和溶液中的Fe2+、Fe3+和Cu2+等杂质。根据开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH值范围分析Fe(OH)2和Zn(OH)2,靠生成氢氧化物来分离Fe2+和Zn2+是不可能的,但Fe(OH)3只需在2.7~3.7的pH值范围内就能沉淀完全而不影响Zn2+,这样可以把Fe2+用氧化剂氧化到Fe3+,即可与Zn2+分离了,而Cu2+只须用Zn就可以把Cu置换出来,从而除去Cu2+杂质。调节溶液的pH值,使pH值达到2.7~3.7,Fe(OH)3便可沉淀出来达到分离的目的,皓矾便可以形成晶体析出。[解答]:
(1)Zn,Zn+Cu2+=Cu+Zn2+;Zn+2H+=Zn2++N2↑;Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
(2)H2O2,当氧化剂,反应后又不带入其它杂质
(3)调节溶液的pH值10.下图为实验室制备少量氯气、氯酸钾及次氯酸钠的简单装置。已知氯气在浓、热碱的作用下,发生自身氧化-还原反应(称歧化反应),可以由此反应得到氯酸盐。氯气在冷、稀碱作用下,发生歧化反应可以得到次氯酸盐。
请填写下列空白:
(1)B装置的作用及反应的化学方程式为:
___________________________、___________________________。
(2)C装置的作用及反应的化学方程式为:
___________________________、___________________________。
(3)如果制备氯气时,实验室中没有二氧化锰、可代替的化学试剂是:(写出二种)
________________________、___________________。
(4)装置D中的溶液是____________,该装置的作用是________________。[分析]:氯气跟碱反应,在不同条件下发生自身氧化还原反应的方向不同,本实验要制取氯酸钾,须将氯气通入浓、热的KOH溶液中。要制取次氯酸钠,须将氯气通入冷、稀NaOH溶液中,发生歧化反应即可得到所要制备的产品。若实验室没有二氧化锰,可以找有强氧化性的物质,只要能氧化Cl-的物质都可以,如KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、NaClO等等。还要注意反应后尾气的处理,为防止污染空气,应用碱液来吸收未反应的氯气。[解答]:
(1)制备氯酸钾,
(2)制备次氯酸钠
(3)KMnO4、KClO3
(4)NaOH溶液,吸收尾气氯气,防止污染空气。11.化学实验室有含Hg2+、Fe3+、Cu2+等金属离子的废液,甲、乙二位同学设计从废液中回收金属汞和铜的方案如下:
甲学生:
乙学生:
试回答:
(1)上述二个方案中能达到回收目的是哪个方案_______;在该方案操作的第①步得到的滤渣中含有________金属;操作的第③步可分离__________。
(2)汞蒸气有毒,回收汞时,为防止汞蒸气扩散污染环境,该步操作应在(选择下列有关序号填写)______中进行。
A.冷而干的烧杯
B.瓶口塞有直玻璃管的锥形瓶
C.管口塞有导管的大试管,且导管一端插入水槽中(水封)
D.密闭的并有冷却功能的仪器装置
<分析>从含有Hg2+、Fe3+、Cu2+等金属离子的废液中分离出金属汞和铜的正确思路是,在废液中加入过量的铁粉,由于铁比汞、铜活泼,因此发生如下反应:Hg2++Fe=Hg+Fe2+,Cu2++Fe=Cu+Fe2+,(2Fe3++Fe=3Fe2+,不作要求),铁把铜、汞置换出,因此所得滤渣中含有汞、铜及没有反应完的铁粉,向此滤渣中加入稀盐酸后,其中只有铁粉跟稀盐酸反应,而铜、汞不反应,此步所得滤渣中只含有铜和汞,将此滤渣在空气中加热,汞变成蒸气,铜变成CuO,将汞蒸气导入密闭体系中,冷却后得金属汞,与CuO分离,在加热的条件下用H2将CuO中的铜还原出来得到铜。
根据以上分析,可以回答下列问题:
(1)甲方案正确;第①步得到的滤渣中含有汞、铁、铜;第③步操作可分离汞和铜
(2)C或D
12.利用下列图示连接装置,进行氢气还原氧化铜的实验,并测定铜的相对原子质量(已知H、O的相对原子质量)。试回答:
(1)仪器装置的连接顺序(填写接口代码数字)()接(),()接(),()接(),()接(),()。
(2)装置Ⅰ、Ⅱ的作用分别是_________、______________。
(3)加热CuO之前必须进行的操作是______________。
<分析>用氢气还原氧化铜正确的操作是:先将氢气验纯,再用氢气将组装的仪器中的空气赶净,使整个装置中充满纯净的氢气,再点燃酒精灯加热氧化铜,使之被氢气还原,发生如下反应:,反应完成,还要使铜在氢气气氛下冷却,以防实验失败。因为本实验还要测定铜的相对原子质量,因此要测准的数据就是生成物水的质量,H、O的相对原子质量是已知的。利用H2O和CuO的对应关系进行计算,为防止空气中的水蒸气进入干燥管中,必须在干燥管的7处再连接一个吸收空气中水蒸气的装置,根据题给仪器,应选择Ⅱ装置。
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