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中考化學(xué)-實驗題9.實驗室制取皓礬(ZnSO4·7H2O),晶體析出前的酸性飽和溶液中含有少量的Cu2+、Fe3+和Fe2+等雜質(zhì)離子,為了除去雜質(zhì),獲得純凈的皓礬晶體,設(shè)計如下工藝流程:
已知開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH值范圍分別為:
Fe(OH)3:2.7~3.7;Fe(OH)2:7.6~9.6;Zn(OH)2:5.7~8.0
試回答下列有關(guān)的問題:
(1)加入的試劑①應(yīng)是______;主要反應(yīng)的離子方程式有:__________、____________、_______________。
(2)加入的試劑②,供選擇使用的有:氯水、NaClO溶液、20%的H2O2、濃HNO3。應(yīng)選用__________最好,其理由是________________。
(3)加入試劑③的目的是__________________________。[分析]:要想獲得純凈的皓礬即ZnSO4·7H2O,必須去掉酸性飽和溶液中的Fe2+、Fe3+和Cu2+等雜質(zhì)。根據(jù)開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH值范圍分析Fe(OH)2和Zn(OH)2,靠生成氫氧化物來分離Fe2+和Zn2+是不可能的,但Fe(OH)3只需在2.7~3.7的pH值范圍內(nèi)就能沉淀完全而不影響Zn2+,這樣可以把Fe2+用氧化劑氧化到Fe3+,即可與Zn2+分離了,而Cu2+只須用Zn就可以把Cu置換出來,從而除去Cu2+雜質(zhì)。調(diào)節(jié)溶液的pH值,使pH值達到2.7~3.7,F(xiàn)e(OH)3便可沉淀出來達到分離的目的,皓礬便可以形成晶體析出。[解答]:
(1)Zn,Zn+Cu2+=Cu+Zn2+;Zn+2H+=Zn2++N2↑;Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
(2)H2O2,當(dāng)氧化劑,反應(yīng)后又不帶入其它雜質(zhì)
(3)調(diào)節(jié)溶液的pH值10.下圖為實驗室制備少量氯氣、氯酸鉀及次氯酸鈉的簡單裝置。已知氯氣在濃、熱堿的作用下,發(fā)生自身氧化-還原反應(yīng)(稱歧化反應(yīng)),可以由此反應(yīng)得到氯酸鹽。氯氣在冷、稀堿作用下,發(fā)生歧化反應(yīng)可以得到次氯酸鹽。
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>
(1)B裝置的作用及反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
___________________________、___________________________。
(2)C裝置的作用及反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
___________________________、___________________________。
(3)如果制備氯氣時,實驗室中沒有二氧化錳、可代替的化學(xué)試劑是:(寫出二種)
________________________、___________________。
(4)裝置D中的溶液是____________,該裝置的作用是________________。[分析]:氯氣跟堿反應(yīng),在不同條件下發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)的方向不同,本實驗要制取氯酸鉀,須將氯氣通入濃、熱的KOH溶液中。要制取次氯酸鈉,須將氯氣通入冷、稀NaOH溶液中,發(fā)生歧化反應(yīng)即可得到所要制備的產(chǎn)品。若實驗室沒有二氧化錳,可以找有強氧化性的物質(zhì),只要能氧化Cl-的物質(zhì)都可以,如KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、NaClO等等。還要注意反應(yīng)后尾氣的處理,為防止污染空氣,應(yīng)用堿液來吸收未反應(yīng)的氯氣。[解答]:
(1)制備氯酸鉀,
(2)制備次氯酸鈉
(3)KMnO4、KClO3
(4)NaOH溶液,吸收尾氣氯氣,防止污染空氣。11.化學(xué)實驗室有含Hg2+、Fe3+、Cu2+等金屬離子的廢液,甲、乙二位同學(xué)設(shè)計從廢液中回收金屬汞和銅的方案如下:
甲學(xué)生:
乙學(xué)生:
試回答:
(1)上述二個方案中能達到回收目的是哪個方案_______;在該方案操作的第①步得到的濾渣中含有________金屬;操作的第③步可分離__________。
(2)汞蒸氣有毒,回收汞時,為防止汞蒸氣擴散污染環(huán)境,該步操作應(yīng)在(選擇下列有關(guān)序號填寫)______中進行。
A.冷而干的燒杯
B.瓶口塞有直玻璃管的錐形瓶
C.管口塞有導(dǎo)管的大試管,且導(dǎo)管一端插入水槽中(水封)
D.密閉的并有冷卻功能的儀器裝置
<分析>從含有Hg2+、Fe3+、Cu2+等金屬離子的廢液中分離出金屬汞和銅的正確思路是,在廢液中加入過量的鐵粉,由于鐵比汞、銅活潑,因此發(fā)生如下反應(yīng):Hg2++Fe=Hg+Fe2+,Cu2++Fe=Cu+Fe2+,(2Fe3++Fe=3Fe2+,不作要求),鐵把銅、汞置換出,因此所得濾渣中含有汞、銅及沒有反應(yīng)完的鐵粉,向此濾渣中加入稀鹽酸后,其中只有鐵粉跟稀鹽酸反應(yīng),而銅、汞不反應(yīng),此步所得濾渣中只含有銅和汞,將此濾渣在空氣中加熱,汞變成蒸氣,銅變成CuO,將汞蒸氣導(dǎo)入密閉體系中,冷卻后得金屬汞,與CuO分離,在加熱的條件下用H2將CuO中的銅還原出來得到銅。
根據(jù)以上分析,可以回答下列問題:
(1)甲方案正確;第①步得到的濾渣中含有汞、鐵、銅;第③步操作可分離汞和銅
(2)C或D
12.利用下列圖示連接裝置,進行氫氣還原氧化銅的實驗,并測定銅的相對原子質(zhì)量(已知H、O的相對原子質(zhì)量)。試回答:
(1)儀器裝置的連接順序(填寫接口代碼數(shù)字)()接(),()接(),()接(),()接(),()。
(2)裝置Ⅰ、Ⅱ的作用分別是_________、______________。
(3)加熱CuO之前必須進行的操作是______________。
<分析>用氫氣還原氧化銅正確的操作是:先將氫氣驗純,再用氫氣將組裝的儀器中的空氣趕凈,使整個裝置中充滿純凈的氫氣,再點燃酒精燈加熱氧化銅,使之被氫氣還原,發(fā)生如下反應(yīng):,反應(yīng)完成,還要使銅在氫氣氣氛下冷卻,以防實驗失敗。因為本實驗還要測定銅的相對原子質(zhì)量,因此要測準的數(shù)據(jù)就是生成物水的質(zhì)量,H、O的相對原子質(zhì)量是已知的。利用H2O和CuO的對應(yīng)關(guān)系進行計算,為防止空氣中的水蒸氣進入干燥管中,必須在干燥管的7處再連接一個吸收空氣中水蒸氣的裝置,根據(jù)題給儀器,應(yīng)選擇Ⅱ裝置。
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