【化学——选修2:化学与技术】(15分)
木糖醇(C5H12O5)可用作甜味剂、营养剂,在化工、食品、医药等工业中有广泛应用。利用玉米芯中的多糖可以生产木糖醇,其工艺流程如下:
1—浸泡罐;2、3—反应罐;4—板式过滤机;5、10—浓缩罐;
6—脱色柱;12—离心机(固液分离装置)
已知:木糖与木糖醇的转化关系如图:
请回答下列问题:
(1)装置2中硫酸的主要作用是________。
(2)装置3中加入碳酸钙的目的是_____________________________________。
(3)为除去木糖浆中的杂质离子,7、8装置中的填充物依次是_____________________。
(4)装置9的作用是________。
A.冷却木糖浆 B.水解木糖 C.氧化木糖 D.还原木糖
(5)装置11的作用是________。
(14分)
工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。
烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)===Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若________________,则整个装置气密性良好。装置D的作用是__________。装置E中为________溶液。
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为________。
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择________。
a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
实验中,已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是__________________。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有________。
a.烧杯 b.蒸发皿 c.试管 d.锥形瓶
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。
(14分)
LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:
已知:HCl的沸点是-85.0 ℃,HF的沸点是19.5 ℃。
(1)第①步反应中无水HF的作用是 、 。反应设备不能用玻璃材质的原因是 (用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的 溶液冲洗。
(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式: 。
(3)第④步分离采用的方法是 ;第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是 。
(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg。测得Li的物质的量为nmol,则该样品中LiPF6的物质的量为 mol(用含有w、n的代数式表示)。
(15分)
某化学研究小组测定某FeCl3样品(含少量FeCl2杂质)中铁元素的质量分数,在实验室中按以下步骤进行实验:
①称取a g样品,置于烧杯中;
②取适量盐酸和适量蒸馏水使样品溶解,准确配制成250mL溶液;
③准确量取25.00mL步骤②中配得的溶液,置于烧杯中,加入适量的氯水,使反应完全;
④加入过量氨水,充分搅拌,使沉淀完全;
⑤过滤,洗涤沉淀;
⑥将沉淀转移到坩埚内,加热、搅拌,直到固体由红褐色全部变为红棕色,冷却至室温后,称量;
⑦……
请根据上面的叙述回答下列问题:
(1)装置D的名称是 ,上图所给仪器中,实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和_______ (填仪器序号)。
(2)步骤③中所发生反应的离子方程式为 ,
(3)步骤④中检验沉淀是否完全的操作是
步骤⑤中洗涤沉淀的操作是:________________________________
(4)检验沉淀是否洗净的操作是取最后一次洗涤液,加入几滴______ (填写序号)。
①KSCN溶液 ②NaOH溶液 ③AgNO3溶液 ④酚酞试液
(5)若坩埚质量是W1 g,最终坩埚和固体的总质量是W2 g,则样品中铁元素的质量分数为_______。
已知:将Cl2通入适量KOH溶液,产物中可能有KCl、KClO、KClO3,且的值与温度高低有关。当n(KOH)=a mol时,下列有关说法错误的是
A.若某温度下,反应后=11,则溶液中=
B.参加反应的氯气的物质的量等于a mol
C.改变温度,产物中KClO的最大理论产量为a mol
D.改变温度,产物中KClO3的最大理论产量为a mol
下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是
甲 乙 丙 丁
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O