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精制氯化钾在工业上可用于制备各种含钾的化合物。完成下列填空: (1)工业氯化钾中...

精制氯化钾在工业上可用于制备各种含钾的化合物。完成下列填空:

(1)工业氯化钾中含有Fe3+、SO42、Br等杂质离子,可按如下步骤进行精制,完成各步内容。

①溶解;②加入试剂至Fe3+、SO42沉淀完全,煮沸;③_____________________;④加入盐酸调节pH;

⑤___________________(除Br);⑥蒸干灼烧。

步骤②中,依次加入的沉淀剂是NH3·H2O、________、________。

证明Fe3+已沉淀完全的操作是_________________________________________________。

(2)有人尝试用工业制纯碱原理来制备K2CO3。他向饱和KCl溶液中依次通入足量的______和______两种气体,充分反应后有白色晶体析出。将得到的白色晶体洗涤后灼烧,结果无任何固体残留,且产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。

写出生成白色晶体的化学方程式:___________________________________________。

分析该方法得不到K2CO3的原因可能是_______________________________________。

(3) 用氯化钾制备氢氧化钾的常用方法是离子交换膜电解法。氢氧化钾在_________极区产生。为了避免两极产物间发生副反应,位于电解槽中间的离子交换膜应阻止_______(填“阴”、“阳”或“所有”)离子通过。

(4)科学家最近开发了一种用氯化钾制氢氧化钾的方法。其反应可分为5步(若干步已合并,条件均省略)。请写出第⑤步反应的化学方程式。

第①、②步(合并):2KCl + 4HNO3 → 2KNO3 + Cl2 + 2NO2 + 2H2O

第③、④步(合并):4KNO3 + 2H2O → 4KOH + 4NO2 + O2

第⑤步:____________________________________________

总反应:4KCl + O2 + 2H2O → 4KOH + 2Cl2

与电解法相比,该方法的优势可能是______________。

 

(本题共12分)(1)过滤(1分);通入足量的Cl2(1分) BaCl2(1分)、K2CO3(1分);取样,滴加KSCN溶液,无明显现象(1分); (2)NH3、CO2(共1分)NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3↓(1分) KHCO3溶解度较大(大于NH4HCO3),无法从溶液中析出(1分) (3)阴(1分);阴(1分)  (4)4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3(1分)能耗低(节能)(1分) 【解析】 试题分析:(1)当沉淀完全后,需要通过过滤分离出沉淀;溴离子具有还原性,又因为不能引入新的杂质,所以可以通入足量氯气除去溴离子;氨水除去铁离子,SO42-应该有Ba2+除去,过量的Ba2+用碳酸钾除去,过滤后加入盐酸酸化即可除去过量的碳酸钾;铁离子检验一般用KSCN溶液,所以证明Fe3+已沉淀完全的操作是取样,滴加KSCN溶液,无明显现象。 (2)根据侯氏制碱法原理可知,应该向饱和KCl溶液中依次通入足量的氨气后CO2。将得到的白色晶体洗涤后灼烧,结果无任何固体残留,且产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,这说明该晶体一定不是碳酸氢钾,而是碳酸氢铵,因此生成碳酸氢铵的化学方程式是NH3+CO2+H2O→NH4HCO3↓。由于KHCO3溶解度较大(大于NH4HCO3),无法从溶液中析出,因此得不到碳酸氢钾,故而也得不到碳酸钾。 (3)惰性电极电解氯化钾溶液时,氯离子在阳极放电,生成氯气。阴极是氢离子放电生成氢气,同时破坏了阴极周围水的电离平衡,所以氢氧化钾在阴极区产生。由于阳极生成的氯气能和氢氧化钾反应生成氯化钾、次氯酸钾和水,所以要防止该副反应发生,应该阻止OH-向阳极移动,所以位于电解槽中间的离子交换膜应阻止阴离子通过。 (4)根据已知反应2KCl + 4HNO3 → 2KNO3 + Cl2 + 2NO2 + 2H2O、4KNO3 + 2H2O → 4KOH + 4NO2 + O2阳极总反应式4KCl + O2 + 2H2O → 4KOH + 2Cl2可知,硝酸和NO2是多余的,因此第⑤步反应应该是NO2生成硝酸的化合反应,即4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3。因此与电解法相比,该方法的优势可能是能耗低(节能)。 考点:考查物质的分离与提纯;铁离子检验;侯氏制碱法;电解原理应用以及实验方案设计与评价等
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无水氯化铝是有机化工常用催化剂,其外观为白色固体,178℃时升华,极易潮解,遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝,其反应原理为:2Al + 6HCl(g) → 2AlCl3 + 3H2

完成下列填空:

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(1)写出B处烧瓶中发生反应的化学方程式:_______________________________________。

(2)C中盛有的试剂为__________。进行实验时应先点燃_____(选填“B”或“D”)处酒精灯。

(3) 用粗短导管连接D、E的目的是_________(选填序号)。

a. 防堵塞     b. 防倒吸         c. 平衡气压       d. 冷凝回流

E瓶的作用是_______________________________________________________。

(4)F中盛有碱石灰,其目的是_________(选填序号)。

a. 吸收HCl       b. 吸收Cl2      c. 吸收CO2       d. 吸收H2O

(5)①将D中固体改为市售氯化铝(AlCl3·6H2O)也能进行无水氯化铝的制备,此时通入HCl气体的目的是_____________________________________________。

②若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)],且质量是原市售氯化铝的40%,则可推算n的值为_______。

(6)有人建议将上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰,其余装置和试剂均不变,也能制备无水AlCl3。事实证明这样做比较危险,请简述理由 _________________________。

 

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1200℃时可用反应 2BBr3(g) + 3H2(g)满分5 manfen5.com2B(s) + 6HBr(g) 来制取晶体硼。完成下列填空:

(1)下列说法能说明该反应达到平衡的是______(选填序号,下同)。

a. v(BBr3)= 3v(HBr)              b. 2c(H2) = c(HBr)

c.密闭容器内压强不再变化           d. 容器内气体平均摩尔质量不再变化

(2)若密闭容器体积不变,升高温度,晶体硼的质量增加,下列说法正确的是_________。

a. 在平衡移动时正反应速率先增大后减小

b. 在平衡移动时逆反应速率始终增大

c. 正反应为放热反应

d. 达到新平衡后反应物不再转化为生成物

(3)若上述反应在10L的密闭容器内反应,5min后,气体总质量减少1.1 g,则该时间段内氢气的平均反应速率为__________________。

(4)往容器中充入0.2 mol BBr3和一定量H2,充分反应达到平衡后,混合气体中HBr百分含量与起始通入H2的物质的量有如图关系。在a、b、c三点中,H2 的转化率最高的是______(选填字母)。b点达到平衡后,再充入H2使平衡到达c点,此过程中平衡移动的方向为__________(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。

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将高碘酸H5IO6加入MnSO4溶液中可使溶液呈紫红色,已知H5IO6在反应中发生如下过程:H5IO6→HIO3。完成下列填空:

(1)将该反应的氧化剂、还原剂及配平后的系数填入正确位置。

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(2)在上图中标明电子转移的方向和数目。

(3)若向H5IO6溶液中加入足量的下列物质,能将碘元素还原成碘离子的是____(选填序号)。

a. 盐酸                        b. 硫化氢                            c. 溴化钠                   d. 硫酸亚铁

(4)若向含1mol H5IO6 的溶液中加入过量的过氧化氢溶液,再加入淀粉溶液,溶液变蓝,同时有大量气体产生。请写出此反应的化学方程式:________________________________,此过程中至少可得到气体_________L(标准状态下)。

 

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工业上生产硫酸的原料,一种是黄铁矿,其主要成分为FeS2(S为-1价);另一种是磁黄铁矿,其主要成分是Fe1-xS(S为-2价),式中x通常为0.1~0.2,既含有Fe2又含有Fe3

生产硫酸时将矿石煅烧,发生反应如下:

①  4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2  

②  4 Fe1-xS + (7-3x) O2 → 2 (1-x) Fe2O3 + 4 SO2

(1)含FeS2 72%的黄铁矿10吨,理论上最多可以生产98%的浓硫酸            吨(矿石中无其他含硫物质)。

(2)若磁黄铁矿Fe1-xS中x=0.1,则Fe1-xS中Fe2与Fe3的物质的量之比为      :1。

(3)煅烧矿石时,为了尽可能地将矿石中的硫转变为SO2,需通入过量20%的空气(其中N2与O2的体积比为4:1,假设无其他气体成分),计算磁黄铁矿充分煅烧后排出的气体中SO2的体积分数(用含x的代数式表示)。

(4)将一定量的磁黄铁矿溶于足量的盐酸,充分反应后测得生成S单质2.4g,FeCl2 0.425mol,且溶液中无Fe3,计算Fe1-xS中的x值(矿石中其他成分不与盐酸反应)。

 

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G是一种工业增塑剂,其合成的流程如下:

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已知:(1)A侧链上有两种不同环境下的氢原子;(2)B是芳香烃

(1)A中含氧官能团的名称             ,F的分子式                

C→D的反应条件                  ,B的结构简式                   

(2)A1是与A含有相同官能团的同分异构体,同条件下也能制得B,写出A1生成B的化学方程式                                                                

(3)写出D→E的化学方程式                                                    

(4)F物质的消去产物H是一种药物中间体,关于H的下列叙述正确的是       

a.能发生取代、消去、氧化、加聚反应

b.将H加入溴水中,振荡后得到无色溶液

c.等物质的量H与F反应后,生成物可能的分子式C18H16O4

d.1mol H在一定条件下与H2反应,最多消耗H2 4mol

(5)E有多种同分异构体,符合下列条件的芳香族同分异构体共有        种。

①既能与稀硫酸又能与NaOH溶液反应           ②能发生银镜反应

③分子中只有一个甲基

 

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