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钪是一种稀土元素,在国防、航空、核能等领域具有重要的应用。氯化钪(ScCl3)是...

钪是一种稀土元素,在国防、航空、核能等领域具有重要的应用。氯化钪(ScCl3)是一种可溶于水的灰白色固体,是制备钪的重要原料。工业上从钛磁铁矿中(主要成分有Fe3O4TiO2和少量Sc2O3)提取ScCl3的一种工艺如下图所示。

回答下列问题:

(1)若在实验室中实现工艺中的过程②,需要的实验操作包括_____,过程②和过程③都用到的主要仪器为____

(2)工艺中的过程④通常使用抽滤,装置如图所示,仪器A为抽滤瓶,利用抽气泵将抽滤瓶中的空气抽走而产生负压,抽滤相对于普通过滤的优点是______。仪器B的作用为_____。设计实验方案检验得到的水层中是否含有Fe3+ ________

(3)Sc2(C2O4)3灼烧时除生成Sc2O3,还生成了COCO2,化学方程式为_____

(4)把得到的Sc2O3固体与焦炭混合,将干燥纯净的Cl2通入赤热的混合物反应制备ScCl3,反应的气态产物在相同条件下对H2的相对密度为14,该反应的化学方程式为_____

(5)已知:Ag2CrO4为砖红色固体;Ksp(AgCl)=1.8×10−10Ksp(Ag2CrO4)=2×10−12。取ScCl3粗产品(含难溶Sc2O3杂质)溶于水,配成溶液,滴入几滴K2CrO4溶液,用AgNO3标准溶液滴定,当溶液中出现砖红色沉淀时达到滴定终点。计算说明滴定时选择K2CrO4溶液作为指示剂的理由_____[出现砖红色沉淀时,c()约为5.0×10−3 mol·L−1;溶液中离子的浓度小于1×10−5 mol·L−1时,认为该离子已不存在]

 

分液 分液漏斗 抽滤可以加快过滤速度 缓冲 向水层中加入硫氰化钾溶液,若溶液变为血红色证明含有三价铁离子 Sc2(C2O4)3Sc2O3+3CO↑+3CO2↑ Sc2O3+3C+3Cl22ScCl3+3CO 一方面Ag2CrO4为砖红色,另一方面由Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=2×10-12可知,AgCl饱和溶液中c(Ag+)=×10-5mol/L,Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)= mol/L>×10-5mol/L,所以,AgCl的溶解度更小,当滴入AgNO3时溶解度小的沉淀先形成,溶液中Cl-几乎沉淀完了,此时再滴AgNO3溶液就会立刻产生Ag2CrO4,即终点的时候会产生砖红色沉淀 【解析】 钛磁铁矿中(主要成分有Fe3O4、TiO2和少量Sc2O3),酸浸后,四氧化三铁转化为铁离子或亚铁离子,钛转化为钛离子,Sc2O3转化为Sc3+,经萃取后Sc3+进入油层,加入浓硫酸,双氧水将亚铁离子转化为铁离子,经反萃取进入水层,经氢氧化钠溶液,铁和钛转化为沉淀成为滤渣,加入草酸将钪离子转化为草酸钪,草酸钪经灼烧转化为三氧化二钪,三氧化二钪与氯气、焦炭反应得到三氯化钪,据此分析。 (1)若在实验室中实现工艺中的过程②,过程②是将萃取剂加入后,溶液分液成水层和油层,需要的实验操作包括分液,过程②和过程③都用到的主要仪器为分液漏斗; (2)抽滤相对于普通过滤的优点是抽滤可以加快过滤速度,仪器B的作用为缓冲,检验得到的水层中是否含有Fe3+,向水层中加入硫氰化钾溶液,若溶液变为血红色证明含有三价铁离子; (3)Sc2(C2O4)3灼烧时除生成Sc2O3,还生成了CO和CO2,化学方程式为Sc2(C2O4)3Sc2O3+3CO↑+3CO2↑; (4)把得到的Sc2O3固体与焦炭混合,将干燥纯净的Cl2通入赤热的混合物反应制备ScCl3,反应的气态产物在相同条件下对H2的相对密度为14,反应的气态产物在相同条件下对H2的相对密度为14,M气体=14×2g/mol=28g/mol,为一氧化碳,该反应的化学方程式为Sc2O3+3C+3Cl22ScCl3+3CO; (5) 一方面Ag2CrO4为砖红色,另一方面由Ksp(AgCl)=1.8×10-10、Ksp(Ag2CrO4)=2×10-12可知,AgCl饱和溶液中c(Ag+)=×10-5mol/L,Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)=mol/L>×10-5mol/L,所以,AgCl的溶解度更小,当滴入AgNO3时溶解度小的沉淀先形成,溶液中Cl-几乎沉淀完了,此时再滴AgNO3溶液就会立刻产生Ag2CrO4,即终点的时候会产生砖红色沉淀。
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1,2−二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)是重要的有机化工原料,不溶于水,易溶于有机溶剂,沸点83.6℃;在光照下逐渐分解;碱性条件下水解程度较大。实验室采用乙烯液相直接氯化法制备1,2−二氯乙烷,相关反应原理和实验装置图如下:

C2H5OHCH2=CH2↑+H2O

Cl2(g)+CH2=CH2(g)CH2ClCH2Cl(l)  ΔH

回答下列问题:

(1)仪器A的名称是_____。写出甲装置发生反应的离子方程式_______

(2)己装置的作用是____。丙和戊装置除了干燥气体,还有一个重要作用是____

(3)庚中采用甘油浴加热,该加热方式的优点是_________

(4)丁装置中长玻璃导管B的作用是______________。先装入1,2−二氯乙烷液体,其作用是______(选填序号)

a 溶解Cl2和乙烯       b 作催化剂     c 促进气体反应物间的接触

(5)制得的1,2−二氯乙烷中溶解有Cl2、乙烯,逐出Cl2和乙烯采用的方法是_____

(6)产品纯度的测定:量取5.0 mL逐出Cl2和乙烯后的产品,产品密度为1.2 g·mL−1,加足量稀NaOH溶液,加热充分反应:CH2ClCH2Cl+2NaOHCH2OHCH2OH+ 2NaCl。所得溶液先用稀硝酸中和至酸性,然后加入1.000 mol·L−1AgNO3标准溶液至不再产生沉淀,沉降后过滤、洗涤、低温干燥、称量,得到14.35 g白色固体,则产品中1,2−二氯乙烷的纯度为______%

 

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常温下,向10 mL 0.1 mol·L−1一元弱酸HA中缓慢滴加0.1 mol·L−1 NaOH溶液,溶液温度与滴加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是

A.m=10

B.a点:2c(Na+)=c(A)

C.b点:水的电离程度比纯水中的小

D.c点:c(OH)−c(H+)=2c(HA)+c(A)

 

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2019年诺贝尔化学奖授予了三位研究锂电池的科学家,以表彰他们在锂离子电池发展方面所做出的突出贡献。磷酸铁锂电池是锂离子电池的一种,常用石墨包裹上铜箔作负极,LiPF6的有机溶液作电解质。该电池的总反应方程式为Li1−xFePO4+LixC6LiFePO4+C6。下列说法错误的是

A.放电时,负极反应式为LixC6−xe=xLi++C6

B.充电时,阳极反应式为LiFePO4−xe=Li1−xFePO4+xLi+

C.若用该电池精炼铜,阴极增重12.8 g,则电池中移向正极的Li+0.2 mol

D.磷酸铁锂(LiFePO4)是电池的电极材料之一,其中铁的化合价为+2

 

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某化合物的结构为,其中XYZW四种元素分布在三个短周期,原子序数依次增大,且YZW的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述正确的是

A.简单离子半径:WZY B.Z的氯化物可促进水的电离

C.最高价氧化物对应水化物的碱性:ZW D.ZXZ2Y所含化学键类型完全相同

 

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利用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是

A.装置甲验证苯与液溴发生取代反应 B.装置乙探究酒精脱水生成乙烯

C.装置丙制备乙酸乙酯并提高产率 D.装置丁分离乙醇和水

 

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