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(18分)氮化铝(AlN0是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3...

(18分)氮化铝(AlN0是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案。已知:AlN+NaOH+H2ONaAlO2 NH3

【方案1】取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。

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(1)上图C装置中球形干燥管的作用是                    

(2)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先                    ,再加入实验药品,接下来的实验操作是                 ,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体。打开K1,通入氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是                 

(3)由于装置存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见                  

【方案2】用图装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去)。

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(4)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是           (填选项序号)。

a.CCl4      b.C6H6     c.NH4Cl溶液      d.H2O

5)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况),则A1N的质量分数是               (用含m、V的数学表达式表示

【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度:

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6)步骤②生成沉淀的离子方程式为                       

7)若在步骤③中未洗涤,测定结果将               (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

 

(1)防倒吸 (2)检查装置气密性 关闭K1,打开K2 把装置中残留的氨气全部赶入C装置 (3)C装置出口处连接一个干燥装置 (4)ab (5)×100% (6)AlO2- +CO2+2H2O = Al(OH)3↓+HCO3- (7)偏高 【解析】 试题分析:(1)根据装置和仪器作用分析,氨气与浓硫酸发生反应生成硫酸铵,易发生倒吸,图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用。 (2)组装好实验装置后,由原理可知气体制备需要先检查装置气密性,再加入实验药品。接下来的实验操作是关闭K1,打开K2,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体。为了将装置内的氨气全部赶入装置C被浓硫酸吸收,准确测定装置C的增重,打开K1,通入氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化; (3)装置中存在的缺陷是空气中的水蒸气和二氧化碳也可以进入装置C,使测定结果偏高,改进的方法是C装置出口处连接一个干燥装置。 (4)由于氨气极易溶于水,难溶于有机溶剂(苯或CCl4 ),所以为了测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是苯或CCl4,选ab; (5)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况),设AlN的质量为x AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑ 41 22.4 L x V×10-3L x=41V×10-3/22.4 则AlN的质量分数=×100%; (6)步骤②生成的沉淀是氢氧化铝,是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成,反应的离子方程式为AlO2- +CO2+2H2O = Al(OH)3↓+HCO3- 。 (7)若在步骤③中未洗涤,沉淀不洗涤得到滤渣质量会增大,测定结果会偏高。 【考点定位】本题主要是考查测定物质的组成及含量的实验设计与探究 【名师点晴】1、解答综合性实验设计与评价题的基本流程 原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为: (1)实验是根据什么性质和原理设计的?实验的目的是什么? (2)所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理,进行全面的分析比较和推理,并合理选择)。 (3)有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。 (4)有关操作:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。 (5)实验现象:自下而上,自左而右全面观察。 (6)实验结论:直接结论或导出结论。 2、实验方案的设计要点及评价角度 (1)设计要点:实验方案的设计要明确以下要点:①题目有无特殊要求 ②题给的药品、装置的数量 ③注意实验过程中的安全性操作 ④会画简单的实验装置图 ⑤注意仪器的规格 ⑥要防倒吸、防爆炸、防燃烧、防暴沸、防氧化、防吸水、冷凝、冷却、水浴加热时采取相应措施 ⑦同一仪器在不同位置的相应作用等 ⑧要严格按照“操作(实验步骤)+现象+结论”的格式叙述。 (2)评价角度: ①操作可行性评价:实验原理是否科学、合理,操作是否简单、可行,基本仪器的使用、基本操作是否正确。 ②经济效益评价:原料是否廉价、转化率是否高,产物产率是否高。 ③环保评价:原料是否对环境有污染,产物是否对环境有污染,污染物是否进行无毒、无污染处理。  
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(17分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:

已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

 

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Al(OH)3

开始沉淀

23

75

34

完全沉淀

32

97

44

 

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回答下列问题:

(1)如何加快废铁屑的溶解,写出两种办法_____________________。

(2)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在_________________范围内。

(3)反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是__________________。

(4)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式为_________________。

(5)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为_______________。

A.氯水     B.KSCN溶液     C.酸性KMnO4溶液     D.NaOH溶液

(6)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取2000mL溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<2,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用 01000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液2000mL。

已知:2Fe3++2I-═2Fe2++I2   I2+2S2O32-═2I-+S4O62-

则溶液中铁元素总含量为g/L。若滴定前溶液中H2O2没除尽,所测定的铁元素的含量将会____________(填“偏高”“偏低”“不变”)

 

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(9分)查资料得:HNO2是一种弱酸且不稳定,易分解生成NONO2;它能被常见的强氧化剂氧化;在酸性溶液中它也是一种氧化剂,如能把Fe2+氧化成Fe3+。AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题:

(1)下列方法中,不能用来区分NaNO2和NaCl的是_______________(填序号)。

A.测定这两种溶液的pH                     B.用AgNO3和HNO3两种试剂来区别

C.在酸性条件下加入KI-淀粉溶液来区别     D.分别在两种溶液中滴加甲基橙

(2)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液,将Fe2+转化为Fe3+,要求产物纯净,可选用的最佳试剂是_____________(填序号)。

A.Cl2      B.H2O2     C.KMnO4     D.HNO3

(3)某同学把酸性高锰酸钾溶液滴入NaNO2溶液中,观察到紫色褪去,同时生成NO3-和Mn2+,请写出反应的离子方程式:________________。

(4)已知FeSO4在一定条件下可转变为高铁酸钾(K2FeO4),高铁酸钾是一种新型、高效的绿色水处理剂,在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是______________。

 

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(6分)化学实验中,如使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,就可不再向环境排放该种有害物质。例如:

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(l)在上述有编号的步骤中,需用还原剂的是           ,需用氧化剂的是           (填编号)。

(2)在上述循环中,既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质是                  (填化学式)

(3)已知在稀盐酸酸化条件下1molNa2Cr2O7能氧化KI生成3molI2,则还原产物为         (填化学式)。

 

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右图是KNO3和NaCl的溶解度曲线。下列说法正确的是

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A.t1℃时,100gKNO3饱和溶液中含有20g KNO3

B.NaCl的溶解度不受温度的影响

C.温度高于t2℃时,KNO3的溶解度大于NaCl的溶解度

D.t2℃时,KNO3的饱和溶液和NaCl的饱和溶液中溶质的质量分数不一定相等

 

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H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用001mol/L的Na2S2O3溶液滴定I2溶液发生的反应为I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6,下列说法合理的是

A.该滴定可用甲基橙做指示剂

B.Na2S2O3是该反应的还原剂

C.该滴定可选用右图所示装置满分5 manfen5.com

D.该反应中每消耗2mol Na2S2O3,电子转移数为4mol

 

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