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重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7?H2O)為橙紅色,是一種重要的無機鹽產(chǎn)品。可以由鉻鐵礦[主要含F(xiàn)e(CrO22,還含少量MgO、Al2O3、SiO2等]制備,主要工藝流程如圖:
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已知:①Cr(VI)在水溶液中常以H2CrO4、
HC
r
O
-
4
、
C
r
O
2
-
4
、Cr2
O
2
-
7
等形態(tài)存在;本實驗條件下,當pH約為3.5時
C
r
O
2
-
4
轉(zhuǎn)化為Cr2
O
2
-
7
。
②酸性條件下,Cr(VI)具有較強的氧化性,易被還原成Cr(III)。
請回答下列問題:
(1)“煅燒”時,F(xiàn)e(CrO22轉(zhuǎn)化為Na2CrO4和Fe2O3,寫出鉻鐵礦發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式
4Fe(CrO22+7O2+8Na2CO3
高溫
2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
4Fe(CrO22+7O2+8Na2CO3
高溫
2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
。
(2)“中和除雜”時,先用水將浸取液稀釋,并加熱至接近沸騰,然后調(diào)節(jié)溶液pH約為7。
①加熱至接近沸騰的目的為
促進偏鋁酸根離子水解,防止形成氫氧化鋁膠體影響除雜
促進偏鋁酸根離子水解,防止形成氫氧化鋁膠體影響除雜
。
②若持續(xù)加熱較長時間,可以通過生成Na2O?Al2O3?2SiO2?2H2O而將硅除去,寫出相應(yīng)的離子方程式
2Na++2
S
i
O
2
-
3
+2
A
l
O
-
2
+4H2O
Na2O?Al2O3?2SiO2?2H2O↓+4OH-
2Na++2
S
i
O
2
-
3
+2
A
l
O
-
2
+4H2O
Na2O?Al2O3?2SiO2?2H2O↓+4OH-

(3)室溫下,“中和除雜”后所得的濾液中存在下列平衡;
H2CrO4?H++
HC
r
O
-
4
K1=4.1
HC
r
O
-
4
?H++
C
r
O
2
-
4
K2=3.0×10-7
2
HC
r
O
2
-
4
?Cr2
O
2
-
7
+H2O K3=45
①室溫下,反應(yīng)2
C
r
O
2
-
4
+2H+?Cr2
O
2
-
7
+H2O的平衡常數(shù)K=
5×1014
5×1014
;酸化
C
r
O
2
-
4
時,通常用硫酸而不用鹽酸,原因是
鹽酸具有還原性,而Cr2
O
2
-
7
在酸性條件下具有強氧化性,會被鹽酸還原成Cr3+
鹽酸具有還原性,而Cr2
O
2
-
7
在酸性條件下具有強氧化性,會被鹽酸還原成Cr3+
。
②如圖為Na2SO4和Na2Cr2O7的溶解度隨溫度變化關(guān)系曲線。由“中和除雜”后所得的濾液制備重鉻酸鈉晶體的實驗方案為
在攪拌下向溶液中滴加硫酸調(diào)節(jié)pH至3.5,將溶液加熱到363K以上蒸發(fā)結(jié)晶至有大量無色晶體析出,繼續(xù)蒸發(fā)至出現(xiàn)少量橙紅色晶體時趁熱過濾,將所得濾液降低到313K結(jié)晶,過濾,用蒸餾水洗滌,干燥得到重鉻酸鉀晶體
在攪拌下向溶液中滴加硫酸調(diào)節(jié)pH至3.5,將溶液加熱到363K以上蒸發(fā)結(jié)晶至有大量無色晶體析出,繼續(xù)蒸發(fā)至出現(xiàn)少量橙紅色晶體時趁熱過濾,將所得濾液降低到313K結(jié)晶,過濾,用蒸餾水洗滌,干燥得到重鉻酸鉀晶體
。(必須使用的試劑有:硫酸、蒸餾水)
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【答案】4Fe(CrO22+7O2+8Na2CO3
高溫
2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2;促進偏鋁酸根離子水解,防止形成氫氧化鋁膠體影響除雜;2Na++2
S
i
O
2
-
3
+2
A
l
O
-
2
+4H2O
Na2O?Al2O3?2SiO2?2H2O↓+4OH-;5×1014;鹽酸具有還原性,而Cr2
O
2
-
7
在酸性條件下具有強氧化性,會被鹽酸還原成Cr3+;在攪拌下向溶液中滴加硫酸調(diào)節(jié)pH至3.5,將溶液加熱到363K以上蒸發(fā)結(jié)晶至有大量無色晶體析出,繼續(xù)蒸發(fā)至出現(xiàn)少量橙紅色晶體時趁熱過濾,將所得濾液降低到313K結(jié)晶,過濾,用蒸餾水洗滌,干燥得到重鉻酸鉀晶體
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:38引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.正溴丁烷(CH3CH2CH2CH2Br)是一種重要的有機合成工業(yè)原料.在實驗中可利用如圖1裝置(加熱或夾持裝置省略)制備正溴丁烷.制備時的化學(xué)反應(yīng)方程式及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4
    C4H9OH+HB
    濃硫酸
    rC4H9Br+H2O
    物質(zhì)相對分子質(zhì)量密度/g?cm-3沸點/℃水中溶解性
    正丁醇740.80117.3微溶
    正溴丁烷1371.27101.6難溶
    溴化氫81------極易溶解
    實驗步驟:在裝置A中加入2mL水,并小心加入28mL濃硫酸,混合均勻后冷卻至室溫.再依次加入18.5mL正丁醇和26g溴化鈉,充分搖振后加入沸石,連接氣體吸收裝置C.將裝置A置于石棉網(wǎng)上加熱至沸騰,然后調(diào)節(jié)為小火使反應(yīng)物保持平穩(wěn)地回流.一段時間后停止加熱,待反應(yīng)液冷卻后,拆去裝置B,改為蒸餾裝置,蒸出粗正溴丁烷.
    請回答下列問題;
    (1)儀器A的名稱是
     
    ,儀器B的作用是
     
    .操作中加入沸石的作用是
     

    (2)裝置C中盛裝的液體是
     
    ,其作用是
     

    (3)制備的粗產(chǎn)物正溴丁烷中往往含有水分、正丁醇等雜質(zhì),加入干燥劑出去水分后,再由圖2操作中的
     
    制備純凈的正溴丁烷.
    (4)若制備實驗的“回流”過程中不采用“調(diào)節(jié)為小火”,仍采用大火加熱回流,則會使產(chǎn)品產(chǎn)率偏
     
    (填“高”或“低”),試說出其中一種原因:
     

    (5)若最終得到13.6g純凈的正溴丁烷,則該實驗的產(chǎn)率是
     
    (保留三位有效數(shù)字)
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    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:12引用:2難度:0.7
  • 2.B.[實驗化學(xué)]
    2-甲基-2-己醇的制備原理為:
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    可能的副反應(yīng)有:
    ①RMgBr+H2O→RH+Mg(OH)Br
    ②RMgBr+RBr→R-R+MgBr2
    已知部分化合物的物理常量數(shù)見表
    名稱 相對分子質(zhì)量 性狀 密度(g?mol-1 沸點(℃) 溶解性
    乙醚
    2-甲基-2-己醇 116 無色液體 0.8120 143 微溶
    無水乙醚 74 無色液體 0.7138 34.5 微溶 -
    2-甲基-2-己醇的制備步驟如下:
    步驟1:正丁基溴化鎂的制備
    如圖配制儀器,向三頸燒瓶內(nèi)投入3.1g鎂條、15ml無水乙醚;在恒壓滴液漏斗中混合13.5ml正溴丁烷和15ml無水乙醚,先向瓶內(nèi)滴入約5ml無水乙醚,開動攪拌,并滴入剩余的混合液,滴加完畢后,在熱水浴上回流20min,使鎂條幾乎作用完全,得正丁基溴化鎂.
    步驟2:2-甲基-2-己醇的制備
    自恒壓滴液漏斗中滴入10ml丙酮和15ml無水乙醚的混合液,攪拌15min后恒壓滴液漏斗中分批加入10ml 10%硫酸溶液,待反應(yīng)完全后,分離得到醚溶液.
    步驟3:蒸餾
    將醚溶液加入燒瓶中,蒸去乙醚,再在電熱套上直接加熱蒸出產(chǎn)品,收集137~144℃餾分.菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)裝置圖中干燥管的作用是
     

    (2)步驟1所得正丁基溴化鎂中除未反應(yīng)物外,還可能混有
     
    (填名稱)雜質(zhì).
    (3)步驟2中的反應(yīng)是放熱反應(yīng),為避免反應(yīng)過于劇烈,可采取的措施有
     

    (4)步驟2中分離出醚溶液所使用的主要儀器是
     
    ,具體操作是
     

    (5)步驟3蒸去乙醚的加熱方式最好采取
     

    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:15引用:1難度:0.5
  • 3.正溴丁烷可用于合成麻醉藥鹽酸丁卡因,也用于生產(chǎn)染料和香料,是稀有元素萃取的溶劑及有機合成的中間體,實驗室用下列反應(yīng)制備正溴丁烷:CH3CH2CH2CH2OH+NaBr(s)+H2SO4(75%)→CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O;其制備提純?nèi)鐖D(夾持裝置略)。下列操作錯誤的是( ?。?br />
    A B C D
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    制備正溴丁烷 與A連接吸收HBr 除去因硫酸濃度大產(chǎn)生的黃色物質(zhì) 從除去無機物后的粗產(chǎn)品中提取正溴丁烷

    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:7引用:1難度:0.5
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