11.(6分$)BaCl_{2}·2H_{2}O$是重要的化工原料,可用于各种钡盐、含钡颜料的生产。该物质可利用钡矿粉(主要成分为$BaCO_{3},$含有少量$SiO_{2}、$FeO和MgO等杂质)来制备,其工艺流程如下:
已知:①常温下$Fe^{3+}、$$Mg^{2+}$开始沉淀的pH分别为1.9、9.1,完全沉淀的pH值分别为3.2、11.1;$②SiO_{2}$不溶于水,也不与酸反应;③过氧化氢溶液可将$Fe^{2+}$转化为$Fe^{3+}。$
回答下列问题:
(1)钡矿粉属于______(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)“酸浸”时发生反应的化学方程式为______(写一个即可)。
(3)调pH时,x的取值范围______。
(4)滤液2加入盐酸酸化后,再经______、洗涤、真空干燥等一系列操作,得到$BaCl_{2}·2H_{2}O。$$(BaCl_{2}$溶解度受温度影响较大)
(5)测定产品中$BaCl_{2}·2H_{2}O$的含量(杂质不参加反应)。取a g产品于烧杯中,加入足量的水溶解,配制成100 g溶液,从其中取20 g溶液于锥形瓶中,逐滴加入质量分数为10%的碳酸钠溶液至不再产生沉淀为止,共消耗m g碳酸钠溶液,则产品中$BaCl_{2}·2H_{2}O$的质量分数为______。
已知:①常温下$Fe^{3+}、$$Mg^{2+}$开始沉淀的pH分别为1.9、9.1,完全沉淀的pH值分别为3.2、11.1;$②SiO_{2}$不溶于水,也不与酸反应;③过氧化氢溶液可将$Fe^{2+}$转化为$Fe^{3+}。$
回答下列问题:
(1)钡矿粉属于______(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)“酸浸”时发生反应的化学方程式为______(写一个即可)。
(3)调pH时,x的取值范围______。
(4)滤液2加入盐酸酸化后,再经______、洗涤、真空干燥等一系列操作,得到$BaCl_{2}·2H_{2}O。$$(BaCl_{2}$溶解度受温度影响较大)
(5)测定产品中$BaCl_{2}·2H_{2}O$的含量(杂质不参加反应)。取a g产品于烧杯中,加入足量的水溶解,配制成100 g溶液,从其中取20 g溶液于锥形瓶中,逐滴加入质量分数为10%的碳酸钠溶液至不再产生沉淀为止,共消耗m g碳酸钠溶液,则产品中$BaCl_{2}·2H_{2}O$的质量分数为______。
答案
(6分)
(1)混合物 (1分)
(2)$2HCl + BaCO_{3}\stackrel{}{=\!=\!=}BaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$或$FeO + 2HCl\stackrel{}{=\!=\!=}FeCl_{2} + H_{2}O$或$MgO + 2HCl\stackrel{}{=\!=\!=}MgCl_{2} + H_{2}O$ (2分)
(3)$3.1\leq x<9.1$ (1分)
(4)加热浓缩,然后降温结晶过滤 (1分)
(5)$\frac{61m}{53a}$×100% (1分)
(1)混合物 (1分)
(2)$2HCl + BaCO_{3}\stackrel{}{=\!=\!=}BaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$或$FeO + 2HCl\stackrel{}{=\!=\!=}FeCl_{2} + H_{2}O$或$MgO + 2HCl\stackrel{}{=\!=\!=}MgCl_{2} + H_{2}O$ (2分)
(3)$3.1\leq x<9.1$ (1分)
(4)加热浓缩,然后降温结晶过滤 (1分)
(5)$\frac{61m}{53a}$×100% (1分)
12.(6分)镁带在空气中久置表面会变黑,生成碱式碳酸镁。碱式碳酸镁的化学式可表示为$Mg_{x}(OH)_{y}(CO_{3})_{z},$该物质加热后生成MgO、$H_{2}O、$$CO_{2}$三种氧化物。为确定碱式碳酸镁的化学式,某项目小组同学进行了如图所示实验(白色的无水硫酸铜能吸收水蒸气变成蓝色晶体,实验装置气密性良好,部分夹持装置已略去)。
步骤Ⅰ:称量装置B、C的质量。
步骤Ⅱ:夹住弹簧夹,加热装置A硬质玻璃管内的固体。
步骤Ⅲ:加热至固体完全分解,熄灭酒精灯,打开弹簧夹,通入氮气至硬质玻璃管冷却至室温。实验过程中D中石灰水没有变浑浊。再次称量装置B、C的质量。
实验数据记录见下表:
|装置|反应前质量|反应后质量|
|--|--|--|
|装置B|51.10 g|51.28 g|
|装置C|82.00 g|83.32 g|
回答下列问题:
(1)装置C中反应的化学方程式为______。
(2)判断装置A内固体完全分解的现象是______。
(3)反应后装置A硬质玻璃管内剩余固体的质量为______。
(4)通过上述数据计算可得:该碱式碳酸镁$Mg_{x}(OH)_{y}(CO_{3})_{z}$中x∶y∶z=______。
(5)关于该实验,下列说法正确的是______。
①将装置B和C位置互换,也可以达到实验目的
②反应后通入氮气直至玻璃管冷却,目的是防止液体倒吸和将生成的气体通入后续装置
③若碱式碳酸镁没有完全分解,则y∶z的测量值偏大
④装置D的作用是防止空气中的二氧化碳进入装置C,影响实验结果
步骤Ⅰ:称量装置B、C的质量。
步骤Ⅱ:夹住弹簧夹,加热装置A硬质玻璃管内的固体。
步骤Ⅲ:加热至固体完全分解,熄灭酒精灯,打开弹簧夹,通入氮气至硬质玻璃管冷却至室温。实验过程中D中石灰水没有变浑浊。再次称量装置B、C的质量。
实验数据记录见下表:
|装置|反应前质量|反应后质量|
|--|--|--|
|装置B|51.10 g|51.28 g|
|装置C|82.00 g|83.32 g|
回答下列问题:
(1)装置C中反应的化学方程式为______。
(2)判断装置A内固体完全分解的现象是______。
(3)反应后装置A硬质玻璃管内剩余固体的质量为______。
(4)通过上述数据计算可得:该碱式碳酸镁$Mg_{x}(OH)_{y}(CO_{3})_{z}$中x∶y∶z=______。
(5)关于该实验,下列说法正确的是______。
①将装置B和C位置互换,也可以达到实验目的
②反应后通入氮气直至玻璃管冷却,目的是防止液体倒吸和将生成的气体通入后续装置
③若碱式碳酸镁没有完全分解,则y∶z的测量值偏大
④装置D的作用是防止空气中的二氧化碳进入装置C,影响实验结果
答案
(6分)
(1)$2NaOH + CO_{2}\stackrel{}{=\!=\!=}Na_{2}CO_{3} + H_{2}O$ (2分)
(2)装置C中无气泡冒出 (1分)
(3)1.60g (1分)
(4)4:2:3 (1分)
(5)②④ (1分)
(1)$2NaOH + CO_{2}\stackrel{}{=\!=\!=}Na_{2}CO_{3} + H_{2}O$ (2分)
(2)装置C中无气泡冒出 (1分)
(3)1.60g (1分)
(4)4:2:3 (1分)
(5)②④ (1分)
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