21.无水氯化锌常用作有机合成的催化剂。实验室采用HCl气体除水、ZnCl2升华相结合的方法提纯市售氯化锌样品(部分潮解并含高纯高温不分解杂质)。实验装置如图所示:
回答下列问题:
(1)无水氯化锌在空气中易潮解生成Zn(OH)Cl的化学方程式为_____。
(2)除水阶段:打开K1,K2。将管式炉I、II升温至150 ℃,反应一段时间后将管式炉I、II的温度升至350 ℃,保证将水除尽。除水阶段发生反应的化学方程式为 ____。
(3)升华阶段:撤去管式炉II,将管式炉I迅速升温至750℃,升温的目的是_____。一段时间后关闭管式炉I并关闭 ____(填K1或K2),待冷却后关闭 ____(填K1或K2)。最后将_____(填A或B)区的氯化锌转移、保存。
(4)除水阶段HCl与 N2流速要快,有利于提高除水效率。升华阶段HCl与N2流速要慢,其原因是_____。 (5)测定市售ZnCl2样品中的锌的质量分数。步骤如下:
① 溶液配制:称取m g样品,加水和盐酸至样品溶解,转移至250 mL ____中,加蒸馏水至刻度线,摇匀。
② 滴定:取25.00mL待测液于锥形瓶中,用c mol·L-1K4[Fe(CN)6]标准溶液滴定至终点,消耗V mL。滴定反应为:2K4[Fe(CN)6]+3ZnCl2=K2Zn3[Fe(CN)6]2↓+6KCl该样品中锌的质量分数为 ____。 【答案】 (1). ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl (2). Zn(OH)Cl+HCl
Δ ZnCl2+H2O (3). 使无水ZnCl2
升华与杂质分离 (4). K2 (5). K1 (6). B (7). 流速过快会导致ZnCl2被气流带出B区 (8). 容量瓶 (9). 【解析】 【分析】
39cV?100% 40m(1)无水氯化锌在空气中易潮解生成Zn(OH)Cl和氯化氢,反应的方程式为:ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl; (2)除水阶段,潮解生成的Zn(OH)Cl与HCl在150 ℃反应生成氯化锌和水,反应的方程式为:Zn(OH)Cl+HCl
Δ ZnCl2+H2O;
的(3)升华阶段,迅速升温至750℃,使氯化锌升华变为气体与杂质分离;一段时间后,关闭管式炉I及K2,
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降低温度时使氯化锌在B区凝华后关闭K1;
(4) 升华阶段HCl与N2流速要慢,若气流过快则导致氯化锌从B区移出;
(5)精确配置溶液的浓度需用容量瓶;n{K4[Fe(CN)6]}:n(ZnCl2)=2:3,n(ZnCl2)= 3n{K4[Fe(CN)6]}/2= 3c×V mL/2,则250mL溶液中m(ZnCl2)= 3c×V mL×10×65/2=
39cV?100%; 40m【详解】(1)无水氯化锌在空气中易潮解生成Zn(OH)Cl和氯化氢,反应的方程式为:ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl;
(2)除水阶段,潮解生成的Zn(OH)Cl与HCl在150 ℃反应生成氯化锌和水,反应的方程式为:Zn(OH)Cl+HCl
Δ ZnCl2+H2O;
(3)升华阶段,迅速升温至750℃,使氯化锌升华变为气体与杂质分离;一段时间后,关闭管式炉I及K2,降低温度时使氯化锌在B区凝华后关闭K1,答案为:K2;K1;B;
(4) 升华阶段HCl与N2流速要慢,若气流过快则导致氯化锌从B区移出,答案为:流速过快会导致ZnCl2被气流带出B区;
(5)精确配置溶液的浓度需用容量瓶;n{K4[Fe(CN)6]}:n(ZnCl2)=2:3,n(ZnCl2)= 3n{K4[Fe(CN)6]}/2= 3c×V mL/2,则250mL溶液中m(ZnCl2)= 3c×V mL×10×65/2=
22.三硫代碳酸钠(Na2CS3)在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂,在工业上用于处理废水中的重金属离子,某化学兴趣小组对Na2CS3的一些性质进行了探究性实验。 实验Ⅰ.探究Na2CS3的性质: 步操作及现象 骤 ① 取少量Na2CS3固体溶于蒸馏水中,配制成溶液并分成两等份 ② 向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试剂,溶液变成红色 ③ 向另一份溶液中滴加用硫酸酸化的KMnO4溶液,紫色褪去
(1)H2CS3是___(填“强”或“弱”)酸。
(2)已知步骤③中反应的氧化产物是SO42-,则该反应的离子方程式为:____。
(3)某同学取步骤③反应后所得溶液于试管中,滴加足量盐酸和氯化钡溶液,他认为通过测定产生的白色沉淀的质量即可求出实验中所用的Na2CS3的质量。你是否同意他的观点,并说明理由:___。
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39cV?100%; 40m实验Ⅱ.测定Na2CS3溶液的浓度:
按如图所示装置进行实验:将50.0mLNa2CS3溶液置于三颈烧瓶中,打开仪器M的活塞,滴入足量2.0mol·L的稀H2SO4,关闭活塞。
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已知:CS32- +2H+=CS2+H2S↑,CS2和H2S均有毒。(CS2不溶于水,沸点为46℃,与CO2的某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O)
(4)仪器M的名称是___。反应开始前需要先通入一段时间N2,其作用为____。 (5)B中发生反应的离子方程式为:____。
(6)为了计算三硫代碳酸钠溶液的浓度,可通过测定B中生成沉淀的质量来计算。称量B中沉淀质量之前需要进行的实验操作是___。若B中生成沉淀的质量为8.4g,则Na2CS3溶液的物质的量浓度是____。 【答案】 (1). 弱 (2). 5CS32-+24MnO4-+52H+=15SO42-+5CO2↑+24Mn2++26H2O (3). 不同意,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SO42-,所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大 (4). 分液漏斗 (5). 排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化 (6). Cu+H2S=CuS↓+2H (7). 过滤、洗涤、干燥 (8). 1.75mol·L 【解析】 【分析】
(1)Na2CS3的水溶液中加入酚酞变红色,说明Na2CS3是强碱弱酸盐; (2)根据氧化还原反应的规律分析作答; (3)酸性高锰酸钾溶液用稀硫酸酸化;
(4)根据仪器的图形判断仪器的名称;A中发生Na2CS3 +H2SO4=Na2SO4 +CS2 +H2S↑,生成的硫化氢可与B中的硫酸铜反应生成CuS沉淀;
(5)反应结束后打开活塞k,再缓慢通入热N2 一段时间是把生成的硫化氢和二硫化碳全部赶入后面装置完全吸收;
(6)当A中反应完全后,打开K缓慢通入热N2一段时间,然后对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥,称重,得8.4黑色固体,根据关系式Na2CS3~H2S~CuS分析计算求得。
【详解】(1)Na2CS3的水溶液中加入酚酞变红色,说明Na2CS3是强碱弱酸盐,则H2CS3为弱酸, 故答案为:弱;
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2+
+
(2)步骤③的氧化产物是SO42?,还原产物是锰离子,同时还生成二氧化碳、水,离子方程式为5CS3+24MnO4+52H=15SO4+5CO2↑+24Mn+26H2O;
(3)酸性高锰酸钾溶液用稀硫酸酸化,所以不能通过计算白色沉淀计算Na2CS3的量,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SO4,所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大,
故答案为:不同意,因为步骤③中加入的酸性KMnO4溶液是用H2SO4酸化的,含有SO42-,所以生成的硫酸钡沉淀质量偏大;
(4)仪器M的名称为分液漏斗;因H2S为还原性气体,易被空气氧化,故反应开始前需要先通入一段时间N2,排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化,故答案为:分液漏斗; 排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化;
(5)A中发生Na2CS3 +H2SO4=Na2SO4 +CS2 +H2S↑,生成的硫化氢可与B中的硫酸铜反应生成CuS沉淀,反应的离子方程式为Cu+H2S=CuS↓+2H;
(6)当A中反应完全后,打开K缓慢通入热N2一段时间,然后对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥,称重,得8.4黑色固体,n(CuS)=
2+
+
2-2--+
2-2+
8.4g?0.0875mol,根据关系式Na2CS3~H2S~CuS得
96g/moln(Na2CS3)=n(CuS)=0.0875mol,c(Na2CS3)=
n0.0875mol? = 1.75mol·L-1, V0.05L-1
故答案为:过滤、洗涤、干燥;1.75mol·L。
23.我国是世界上最大的钨储藏国,金属钨可用于制造灯丝、合金钢和光学仪器,有“光明使者”的美誉,现以白钨矿(主要成分为CaWO4,还含有二氧化硅、氧化铁等杂质)为原料冶炼高纯度金属钨,工业流程如图:
已知:①钨酸酸性很弱,难溶于水;
②完全沉淀离子的pH值:SiO32﹣为8,WO42﹣为5; ③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨。 回答下列问题:
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