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6.無水氯化鋁是白色晶體,易潮解,在178℃升華.實驗室可用氯氣與金屬鋁反應制備無水三氯化鋁.如圖是兩個學生設計的實驗裝置、左邊的反應裝置相同,而右邊的產(chǎn)品收集裝置則不同,分別如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示.試回答:

(1)B中反應的化學方程式為:4HCl(濃)+MnO2_MnCl2+Cl2 ↑+2H2O;
(2)D中的反應開始前,需排除裝置中的空氣,應采取的方法是:B中的反應進行一段時間后,看到黃綠色氣體充滿裝置,再開始加熱D.
(3)C裝置的作用是干燥氯氣.
(4)裝置(Ⅰ)的主要缺點是:導管易被產(chǎn)品堵塞,尾氣排入空氣,易造成環(huán)境污染.
(5)裝置(Ⅱ)的主要缺點是:產(chǎn)品易受潮解.如果選用此裝置來完成實驗,則必須采取的改進措施是:在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置.
(6)簡述如何由AlCl3溶液來制得無水氯化鋁:在HCl氣流中加熱蒸干.

分析 (1)實驗室用氯氣和鋁反應制取氯化鐵,所以首先要制取氯氣,根據(jù)裝置圖可知,實驗中用濃鹽酸和二氧化錳反應制取氯氣;
(2)利用生成的氯氣排出裝置中的空氣來分析;
(3)用濃鹽酸與二氧化錳制得的氯氣中有水份,氯化鋁易水解,所以用氯氣與鋁反應制氯化鋁,氯必須干燥;
(4)導管易被產(chǎn)品堵塞,有毒氣體應該有尾氣處理裝置;
(5)尾氣處理裝置中有水,導致氯化鋁易水解;
(6)由AlCl3溶液來制得無水氯化鋁,如果直接加熱蒸發(fā),鋁 離子水解,同時生成氯化氫揮發(fā),最后得不到氯化鋁而生成氫氧化鋁,所以要防止鋁離子水解.

解答 解:(1)實驗室用氯氣和鐵反應制取氯化鋁,所以首先必須制取氯氣,實驗室常用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣,加熱條件下,濃鹽酸和二氧化錳反應生成氯化錳、氯氣和水,所以B中發(fā)生的化學反應是4HCl(濃)+MnO2_MnCl2+Cl2 ↑+2H2O,
故答案為:4HCl(濃)+MnO2_MnCl2+Cl2 ↑+2H2O;
(2)D中的反應開始前,需排除裝置中的空氣,防止氧氣和鐵反應生成鐵的氧化物而產(chǎn)生雜質,所以D中的反應開始前,必須排除裝置中的空氣,其方法是B中的反應進行一段時間后,看到黃綠色氣體充滿裝置,再開始加熱D,
故答案為:B中的反應進行一段時間后,看到黃綠色氣體充滿裝置,再開始加熱D;
(3)用濃鹽酸與二氧化錳制得的氯氣中有水份,氯化鋁易水解,所以用氯氣與鋁反應制氯化鋁,氯必須干燥,C中的濃硫酸能吸水,所以C裝置的作用是干燥氯氣,
故答案為:干燥氯氣;
(4)導氣管口較小,D裝置中的固體物質易堵塞導管口;氯氣是有毒氣體,不能直接排空,否則會污染環(huán)境,所以應該有一個尾氣處理裝置,
故答案為:導管易被產(chǎn)品堵塞,尾氣排入空氣,易造成環(huán)境污染;
(5)該裝置中有尾氣處理裝置,但尾氣處理裝置中是水溶液,會導致E中有水蒸氣,會導致氯化鋁產(chǎn)品易潮解,所以為防止氯化鋁潮解,在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置,
故答案為:產(chǎn)品易受潮解;在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置;
(6)由AlCl3溶液來制得無水氯化鋁,如果直接加熱蒸發(fā),鋁 離子水解,同時生成氯化氫揮發(fā),最后得不到氯化鋁而生成氫氧化鋁,所以要防止鋁離子水解,所以操作為在HCl氣流中加熱蒸干,
故答案為:在HCl氣流中加熱蒸干.

點評 本題主要考查了物質的制備,除雜和提純,注意利用題目信息分析問題,培養(yǎng)了學生解決問題的能力,難度中等.

練習冊系列答案
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10.下列離子反應方程式書寫正確的是( �。�
A.Fe(OH)3溶于氫碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
B.向NaAlO2溶液中通入過量CO2:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
C.在強堿溶液中次氯酸鈉與Fe(OH)3反應生成Na2FeO4:3ClO-+2Fe(OH)3=2FeO42-+3Cl-+H2O+4H+
D.向硫化鈉溶液中滴入氯化鋁溶液:2Al3++3S2-=Al2S3

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11.當分散劑是水或其他液體時,分散質粒子的大小在1-100nm之間的分散系為( �。�
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1.I.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種集強氧化性、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑,生產(chǎn)工藝如圖1:

已知:
①溫度較低時:2KOH+Cl2→KCl+KClO+H2O
②溫度較高時:6KOH+3Cl2→5KCl+KClO3+3H2O
③Fe(NO33+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O(未配平)
(1)該生產(chǎn)應在溫度較低的情況下進行(填“較高”或“較低”).
(2)請配平反應③并回答有關問題:
2Fe(NO33+3KClO+10KOH→2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O
當生成396克K2FeO4理論上需要67.2L Cl2(標況下),整個過程中轉移的電子數(shù)目為6mol.
(3)在“反應液I”中加KOH固體的目的是A、B.
A.為下一步反應提供反應物
B.與“反應液I”中過量的Cl2繼續(xù)反應,生成更多的KClO
C.KOH固體溶解時會放出較多的熱量,有利于提高反應速率
D.使副產(chǎn)物KClO3轉化為 KClO
II.由于Fe(OH)2極易被氧化,所以實驗室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應制得白色、純凈的Fe(OH)2沉淀.應用如圖2的電解實驗可制得純凈的Fe(OH)2沉淀.兩電極的材料分別為石墨和鐵.
(1)a電極材料應為Fe,電極反應式為Fe-2e-=Fe2+
(2)電解液c可以是BC.(填編號)
A.純水    B.NaCl溶液    C.NaOH溶液    D.CuCl2溶液
(3)d是苯(C6H6),其作用為隔絕空氣防止氫氧化亞鐵被氧化.
(4)為了在較短時間內(nèi)看到白色沉淀,可采取的措施是B、C.(填編號)
A.改用稀硫酸做電解液       B.適當增大電源的電壓
C.適當減小兩電極間距離     D.適當降低電解液的溫度
(5)若c用Na2SO4溶液,當電解一段時間看到白色Fe(OH)2沉淀后,再反接電源電解,除在電極上可以看到氣泡外,混合物中另一明顯現(xiàn)象為白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色.

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11.從防止污染、減少用酸量之可持續(xù)發(fā)展的角度分析,下列利用金屬銅制取Cu(NO32的方法中最好的是( �。�
A.CuHNO3Cu(NO32
B.CuHNO3Cu(NO32
C.CuOtCuOHNO3Cu(NO32
D.CuH2SO4CuSO4BaNO32Cu(NO32

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18.納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領域有著極其廣泛的應用.如圖所示的流程是制備納米TiO2以及獲得副產(chǎn)品綠礬的方法之一:

(1)FeSO4和Fe2(SO43的混合溶液中加入鐵屑的目的是將Fe3+還原成Fe2+,除去Fe3+
(2)檢驗綠礬晶體中是否含有Fe3+的實驗操作是取少量晶體于試管中,加適量蒸餾水溶解,再加入1-2滴KSCN溶液,若不變紅則無Fe3+,若變紅則有Fe3+
(3)TiOSO4水解生成H2TiO3的化學方程式為TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4;水解生成的H2TiO3經(jīng)過濾、洗滌等操作,再煅燒得到TiO2
(4)為測得TiO2樣品中TiO2的含量,常在一定條件下將TiO2溶解并還原為Ti3+以KSCN溶液作指示劑,用NH4Fe(SO42標準溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+
①請寫出滴定過程中反應的離子方程式:Ti3++Fe3+=Fe2++Ti4+、3SCN-+Fe3+=Fe(SCN)3;
②滴定終點的現(xiàn)象是滴入最后一滴NH4Fe(SO42標準溶液,錐形瓶內(nèi)溶液剛好變紅色且半分鐘內(nèi)顏色不發(fā)生變化;
③若滴定時,稱取TiO2(摩爾質量為M g•mol-1)試樣ωg,消耗c mol•L-1NH4Fe(SO42標準溶液V mL,則TiO2質量分數(shù)表達式為cVM10w
(5)TiO2與BaCO3在熔融狀態(tài)下,可生成一種氣體和一種半導體材料.該半導體材料的化學式為BaTiO3

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15.一定溫度時,向容積為2L的密閉容器中充入一定量的SO2和O2,發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g).反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表(表中t1<t2),下列說法正確的是( �。�
反應時間/minn(SO2)/moln(O2)/mol
00.100.060
t10.012
t20.016
A.反應在0~t1 min內(nèi)的平均速率為v(SO3)=0.088/t1 mol•L-1•min-1
B.保持其他條件不變,起始時向容器中充入0.10mol SO3和0.010mol O2,到達平衡時,n(SO2)=0.012mol
C.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(SO2)=0.0070mol•L-1,則反應的△H>0
D.相同溫度下,起始時向容器中充入0.050mol SO2和0.030mol O2,達到平衡時SO2轉化率大于88%

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16.用甲烷和二氧化碳可以制備化工原料.
(1)一定溫度下,向容積恒為2L的密閉容器中通入3mol CO2,3mol CH4,發(fā)生如下反應:
CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)
反應在2min末達到平衡狀態(tài),此時測得CO2和CO的體積分數(shù)相等.清回答下列問題:
①2min內(nèi),用H2來表示的反應速率v(H2)=0.5mol/(L•min);
②此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=1;
③下列敘述可以作為該反應達到平衡狀態(tài)的標志的是BC;(填選項字母)
A.v(CH4)=v(H2
B.容器內(nèi)壓強保持恒定不變
C.反應中斷裂2mol C-H鍵同時消耗1mol H2
D.容器內(nèi)混合氣體的密度保持恒定不變
④已知:
物質H2COCH4CH3COOH
燃燒熱(kJ/mol)286283890874
則反應CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)△H=248kJ/mol.
⑤為提高CH4的轉化率,可以采取的措施是減小反應壓強、增大CO2的濃度.(寫兩點)
(2)在催化作用下,甲烷和二氧化碳還可以直接轉化成乙酸.
①在不同溫度下乙酸的生成速率如圖所示:
在250-400℃范圍內(nèi),乙酸的生成速率隨溫度變化的原因是溫度超過250℃時,催化劑的催化效率降低.
②250℃與400℃時乙酸的生成速率相近,清分析判斷實際生產(chǎn)選擇的最佳溫度是250℃.

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