题目
题型:不详难度:来源:
【问题1】工业生产碘酸钾的流程如下:
(1)碘、氯酸钾和水混合后的反应为(未配平):I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑。该方程式配平时,系数有多组,原因是 。
(2)X的化学式为 ;写出用试剂X调节pH的化学方程式: 。
(3)生产中,如果省去“酸化”、“逐氯”、“结晶①、过滤”这三步操作,直接用试剂X调整反应后溶液的pH,对生产碘酸钾有什么具体影响? 。
【问题2】已知:KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O; I2+2S2O32-→2I-+S4O62-。
(4)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应。用四氯化碳检验碘单质时,看到的明显现象有 。
(5)测定加碘食盐中碘的含量,学生乙设计的实验步骤如下:
a.准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入过量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0mL恰好反应。
则加碘食盐样品中的碘元素含量是 mg/kg(以含w的代数式表示)。
(6)学生丙又对纯净的NaCl(不含KIO3)进行了下列实验:
操作步骤 | 实验现象 |
取1g纯净的NaCl,加3mL水配成溶液。 | 溶液无变化 |
滴入5滴淀粉溶液和1mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,振荡。 | 溶液无变化 |
然后再滴入1滴1mol·L-1的H2SO4,振荡。 | 溶液变蓝色 |
①推测实验中产生蓝色现象的可能原因,用离子方程式表示 。
②根据学生丙的实验结果,请对学生乙的实验结果作出简要评价: 。
答案
(1)有两种还原产物生成。
(2)KOH; KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O
(3)反应产生的氯气跟KOH反应生成KClO, KClO能将KIO3氧化成KIO4从而不能得到碘酸钾。
(4)液体分层,下层液体呈现紫红色。
(5)1270/3W或 (423.33/W)。
(6)①4I-+4H++O2→2I2+2H2O;② 因加入了过量KI溶液,乙实验结果会偏大。
解析
试题分析:
(1)碘、氯酸钾和水混合后的反应为(未配平):I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑。该反应是氧化还原反应,由于在氧化还原反应中电子转移数目相等,而有两种还原产物生成。它们相对量的多少不同,配平时的系数就不同。因此在该方程式配平时,系数有多组。
(2)晶体①为KH(IO3)2,把晶体从溶液中过滤出来,洗涤干净,然后用水溶解得到KH(IO3)2的溶液,要把酸式盐变为正盐KIO3,就要加碱来调节溶液的pH值。为了不引入新的杂质,所以要用KOH。该反应的方程式为KH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O
(3)反应I2+KClO3+H2O→KH(IO3)2+KCl+Cl2↑产生的氯气跟KOH反应生成KClO, KClO能将KIO3氧化成KIO4从而不能得到碘酸钾。导致操作失败,前功尽弃。
(4)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应KIO3+5KI+3H2SO4→3K2SO4+3I2+3H2O。由于I2容易溶解在四氯化碳而不容易溶解在水中,水与四氯化碳互不相溶,CCl4的密度比水大,I2溶解在CCl4中而使溶液呈紫色.所以用四氯化碳检验碘单质时,看到的明显现象有液体分层,下层液体呈现紫红色。
(5)由方程式得关系式:KIO3~3I2~6S2O32-.n(S2O32-)=2.0×10-3mol/L×0.010L=2.0×10-5mol.所以n(KIO3)= 2.0×10-5mol÷6=1/3×10-5mol.m(I)= (1/3×10-5mol)×127g/mol=127/3×10-5g=127/3×10-2mg.所以在该加碘食盐中碘的含量为m(I)÷m(总)= 127/3×10-2mg÷W×10-3kg=1270/3W mg/kg。
(6)① 该食盐中无KIO3,而实验中产生蓝色现象的可能是空气中的氧气在酸性条件下把I-氧化为I2单质。4KI+2H2SO4+O2=2K2SO4+3I2+3H2O。碘单质遇淀粉变蓝色。该反应的离子方程式为4I-+4H+ +O2=2I2+2H2O。②乙的实验中加入过量KI溶液,根据学生丙的实验结果,可知空气中的氧气也会导致产生一部分的碘单质。所以学生乙的实验结果比真实值会偏大。
核心考点
试题【为了预防碘缺乏症,国家规定每千克食盐中应含40~50mg碘酸钾。碘酸钾晶体有较高的稳定性,但在酸性溶液中,碘酸钾是一种较强的氧化剂,能跟某些还原剂作用生成碘;在】;主要考察你对物质的分离、提纯等知识点的理解。[详细]
举一反三
已知:部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
开始沉淀pH | 2.7 | 3.7 | 9.6 |
完全沉淀pH | 3.7 | 4.7 | 11 |
请回答下列问题:
(1)写出反应Ⅰ中有电子转移的化学方程式_________________________;
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_______________;
(3)有同学认为在反应Ⅲ中只需加入碳酸钠溶液也能达成该步骤的目的,请阐述你的观点和理由 ____________;
(4)上述流程蒸发浓缩环节,若在实验室进行该操作,当蒸发浓缩至________出现时,就可停止该操作。
(5)Li与Mg、Be与Al、B与Si这三对元素在周期表中处于对角线位置,相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为对角线规则。步骤③中电解时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是___________。
(6)请设计一种从水洗后的矿泥中分离出Al2O3的流程:
(流程常用的表示方式为:)
A.盐酸、硫酸 | B.盐酸、氢氧化钠溶液 |
C.氨水、硫酸 | D.氨水、氢氧化钠溶液 |
| 操作 | 现象 | 结论 |
A | 滴加氯水和CCl4,振荡、静置 | 下层溶液显紫红色 | 原溶液中有I- |
B | 滴加BaCl2溶液 | 生成白色沉淀 | 原溶液中一定有SO42- |
C | 用铂丝蘸取溶液进行焰色反应 | 火焰呈黄色 | 原溶液中有Na+、无K+ |
D | 滴加稀NaOH溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 | 试纸不变蓝 | 原溶液中一定无NH4+ |
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质,请根据表1表2提供的资料,填写空白:
表1 生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.1 |
表2 化学试剂价格表
试剂 | 价格(元/吨) |
漂液(含NaClO,25.2%) | 450 |
双氧水(含H2O2 ,30%) | 2400 |
烧碱(含98% NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5% Na2CO3) | 600 |
(1)在步骤②中加入漂液而不是双氧水其原因是 。
写出加入NaClO发生反应的离子方程式 。
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是 。
(3)沉淀物A的成分为 ,试剂Z应该是 。
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是 。
(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物必需在 (填仪器名称)中灼烧。
请根据实验步骤,回答下列问题:
(1)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。
竖直冷凝管接通冷凝水,进水口是_____(填“I”或“Ⅱ”);竖直冷凝管的主要作用是________。
(2)理论上,上述反应的副产物可能有:丁醚(CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3)、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。熄灭酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子并打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物,已知B、C装置中为常见物质的水溶液。
B装置检验的物质是_________,写出C装置中主要的化学方程式:_______________。
(3)为了进一步分离提纯1-溴丁烷,该兴趣小组同学查得相关有机物的数据如表所示:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
1-丁醇 | -89.5 | 117.3 |
1-溴丁烷 | -112.4 | 101.6 |
丁醚 | -95.3 | 142.4 |
1-丁烯 | -185.3 | -6.5 |
请你补充下列实验步骤,直到分离出1-溴丁烷。
①待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管;
②插上带橡皮塞的温度计;
③关闭_______,打开_______;
④接通冷凝管的冷凝水,使冷水从______处流入;
⑤迅速升高温度至_______℃,收集所得馏分。
(4)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是_____。(保留2位有效数字)
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