药品滴加顺序
江阴高中 田露
一、防止包裹和夹杂而导致产物不纯
1. (2022js-节选)(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀,该沉淀中含量与加料方式有关。得到含Cl−量较少的Ce2(CO3)3得加料方式为 (填序号)。
A.将NHC溶液滴加到Ce溶液中
B.将Ce溶液滴加到NHC溶液中
B
二、发生氧化还原反应导致产率低
2.(2018js-19-节选)已知:②N2H4·H2O沸点约118 ℃,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如题19图−1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________。
思考关键点:N2H4·H2O的 性质, 物质会将其 。
NaClO碱性溶液
强还原性,NaClO 氧化
3.实验室制备水合肼(N2H4·H2O)溶液的反应原理为NaClO+2NH3N2H4·H2O+NaCl,N2H4·H2O能与NaClO发生剧烈反应。下列装置和操作能达到实验目的的是 ( B )
甲 乙 丙 丁
A. 用装置甲制取Cl2 B. 用装置乙制备NaClO溶液
C. 用装置丙制备水合肼溶液 D. 用装置丁分离水合肼和NaCl混合溶液
4.(2024届如皋高三第一学期期中-17-节选)用N2H4·H2O(水合肼,有较强还原性)处理所得“滤液Ⅰ”可得到粗银。用尿素溶液与NaClO和NaOH混合液反应制备并收集N2H4·H2O的装置如题17图-2(加热及固定装置已略去)所示。
分液漏斗中所装溶液为________。(填“尿素溶液”或“NaClO和NaOH混合液”)
NaClO和NaOH的混合溶液
三、产生污染性气体导致原料利用率低
5.(2021js-17-节选)以软锰矿粉(含 MnO2及少量 Fe、Al、Si、Ca、Mg 等的氧化物)为原料制备电池级MnO2。
浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液,加入到三颈瓶中(装置见题17图-1),70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。滴液漏斗中的溶液是 ;
MnO2转化为Mn2+的离子方程式为 。
H2SO4溶液 MnO2+SO3(2-)+2H+=Mn2++SO4(2-)+H2O
6.(2023js-17-节选)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O
制取MgSO4·H2O晶体。在如题16图-2所示的实验装置中,搅拌下,使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应。MgSO3浆料与H2SO4溶液的加料方式是 。
用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加H2SO4溶液(3分,仅写缓慢滴加硫酸溶液得1分)
思考关键点:上述两问有何相似之处,又有何不同之处?
同:两者滴加顺序判断方法一致;异:前者问某装置中应加入的溶液,后者问两种溶液的加料方式
加料方式答题模板:将 A 溶液(或浆料)加入三颈烧瓶中,搅拌下,用滴液漏斗向三颈烧瓶中缓慢滴加 B 溶液
7.(2021第二次适应性-17-节选)
煅烧生成的SO2用石灰乳吸收得到CaSO3浆料,以CaSO3浆料制备NaHSO3溶液的实验方案:
向 中加入 ,边搅拌边缓慢滴加总量与 相同量的 ,测定反应液的 pH,再用1mol·L -1 NaOH (或3 mol·L -1 H2SO4 )调节溶液的 pH 在
4 ~ 6 之间,过滤【已知:2CaSO3+Na2SO4+H2SO4+4H2O=2CaSO4·2H2O+2NaHSO3;CaSO4·2H2O难溶于水;pH=4~6溶液中HSO3(-)能大量存在。】
实验中可选用的试剂:3 mol·L-1 Na2SO4,3 mol·L-1H2SO4,1mol·L-1 NaOH.
CaSO3浆料 3 mol·L-1 Na2SO4 3 mol·L-1 Na2SO4 3 mol·L-1H2SO4
四、因酸碱性环境导致原料利用率低
8.(2013js. 19)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3===FeCO3 ↓+Na2SO4 FeCO3+C6H8O7 ===FeC6H6O7+CO2↑+H2O
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 mol·L-1 计算)。
金属离子 |
开始沉淀的 pH |
沉淀完全的 pH |
Fe3+ |
1. 1 |
3. 2 |
Al3+ |
3. 0 |
5. 0 |
Fe2+ |
5. 8 |
8. 8 |
(1)制备 FeCO3 时,选用的加料方式是 (填字母) ,原因是 。
a .将 FeSO4 溶液与 Na2CO3 溶液同时加入到反应容器中
b .将 FeSO4 溶液缓慢加入到盛有 Na2CO3 溶液的反应容器中 c .将 Na2CO3 溶液缓慢加入到盛有 FeSO4 溶液的反应容器中
(1)c 避免生成Fe(OH)2沉淀
9.(2023扬州高三下学期期初-16-节选)
纳米铁粉的制备。实验室以NaBH4溶液(碱性)与FeSO4溶液为原料制备纳米铁粉(装置如图1),将A溶液加入到三颈瓶中,通过滴液漏斗缓慢加入B溶液,产生大量H2。反应结束后将三颈瓶分别放置0、2、4、6小时,待纳米铁粉表面产生不同厚度的氧化膜后,分别取出固体,洗涤、干燥,得4种纳米铁粉(以Fe0、Fe2、Fe4、Fe6表示)。滴液漏斗内的B溶液是_________。
NaBH4溶液
10.制取MnCO3。在题图1所示的实验装置中,搅拌下使一定量的MnSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液充分反应。
①滴液漏斗中添加的药品是 。
②混合溶液中氨水的作用是 。
思考:为什么不用NH4HCO3溶液?
氨水−NH4HCO3混合溶液 调节溶液pH,增大c(CO32-),使Mn2+尽可能沉淀完全
【信息变式】
11.以 Fe(NO3)3作为铁源与 KOH和 KClO混合溶液反应可以制备高铁酸钾(K2FeO4),可用于去除水体中的As (Ⅲ) 。已知:K2FeO4 微溶于 KOH 溶液,在酸性或中性溶液中迅速氧化 H2O 产生 O2,在碱性溶液中较稳 定。
(1)制备高铁酸钾。向 KOH 和 KClO 混合溶液中加入 Fe(NO3)3 ,过滤得到 K2FeO4 固体。
①制备 K2FeO4 时,KOH 、KClO 混合溶液与 Fe(NO3)3 溶液的混合方式为
12.“沉淀”步骤制备时需控制约为10,碱性太强会产生杂质使沉淀中镁元素含量增大,该杂质的化学式为 。用下图所示装置制备。将晶体与溶液、溶液中的一种配成溶液,加入到三颈烧瓶中,80℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。滴液漏斗中盛放的是 溶液(填化学式)。
Mg(OH)2 NaOH
五、改变微粒的存在形式以达到反应或分离需求
13.钴及其化合物在工业生产中有着广阔的应用前景。
已知:Co2+不易被氧化,Co3+具有强氧化性;[Co(NH3)6]2+具有较强还原性,Co(NH3)6]3+性质稳定。由CoCl2制备[Co(NH3)6]Cl3实验过程:称取研细的CoCl2·6H2O10.0g和NH4Cl50g于烧杯中溶解,将溶液转入三颈烧瓶,分液漏斗中分别装有25mL浓氨水,5mL30%的H2O2溶液,控制反应温度为60℃,打开分液漏斗,反应一段时间后,得[Co(NH3)6]Cl3溶液。实验装置如题16图-1所示。
①由CoCl2制备[Co(NH3)6]Cl3溶液的离子方程式为______________ 。
②分液漏斗中液体加入三颈烧瓶中的顺序为______________。
2Co2++2NH4++ H2O2+10 NH3·H2O=2 Co(NH3)6]3++12 H2O
先加浓氨水再加H2O2溶液
14.用某油脂厂制硬化油废弃的镍催化剂(主要含有Ni,还含有Fe、Cu)为原料制备电池材料Ni(OH)2及Cu2S的工艺流程如下:
已知:①Ni2++6NH3·H2O[Ni(NH3)6]2++6H2O
②制备过程中,降低Ni(OH)2沉淀速率,可以避免沉淀团聚,提升电池性能
(3)反应器Ⅳ中,需先加氨水,再加过量NaOH,先加氨水的目的是 。
先加入氨水,Ni2+转化为[Ni(NH3)6]2+,降低溶液中Ni2+的浓度,再加入NaOH时,从而降低Ni(OH)2的沉降速率,可以避免沉淀团聚
【巩固练习】先判断是哪种类型再作答
1.(南通市2024届高三第三次调研测试)湿法提碲
已知:Na2TeO3能溶于水,Na2TeO4难溶于水。
将一定量粉碎后的碲铜渣与NaOH、NaClO3溶液中的一种配成悬浊液,
加入三颈烧瓶中(装置如图所示),90 ℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,
充分反应后过滤。Cu2Te与NaOH、NaClO3反应生成Cu2O、Na2TeO3、NaCl的
离子方程式为 ,
滴液漏斗中的溶液是 。
2OH-+Cu2Te+ClCu2O+Te+Cl-+H2O(2分) NaClO3溶液(2分)
2.(2024届高三第一学期盐城期中-17-节选)二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒剂,易溶于水,沸点为11.0 ℃,浓度高时极易爆炸。
(1) 实验室在60 ℃的条件下用闪锌矿(主要成分为ZnS)与NaClO3溶液、H2SO4溶液制备二氧化氯,同时生成硫酸锌。
① 写出反应的离子方程式: 。
② 用右图所示的装置制备二氧化氯气体,则闪锌矿、NaClO3溶液、H2SO4溶液三种反应物的加料方式是_______________________________________________。
ZnS+8ClO3(-)+8H+60℃(=====)Zn2++8ClO2↑+SO4(2-)+4H2O
将粉碎后的闪锌矿和NaClO3溶液混合(制成浆料)加入三颈烧瓶中,从滴液漏斗中缓慢滴加H2SO4溶液(仅答缓慢滴加硫酸得1分)
3.(2024届高三第一学期连云港期中-17-节选)LiFePO4和FePO4可以作为锂离子电池的正极材料。
LiFePO4的制备。在氮气的氛围中,将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与H3PO4、LiOH溶液中的一种混合,然后加入三颈烧瓶中(如题16图1),在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液,充分反应后,过滤,洗涤,干燥,得到粗产品。
①滴液漏斗中的溶液是________。
②(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和NH4HSO4,该反应的离子方程式为________。
已知Ka(HSO4(-))=1.0×10-2。
①LiOH溶液
②Fe2++Li++OH-+H3PO4+2SO4(2-)===LiFePO4↓+H2O+2HSO4(-)
4.二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂,可有效灭活病毒,但其稳定性较差,故常采用H2O2和混合溶液将其吸收转化为NaClO2保存。现利用如图装置及试剂制备NaClO2。
已知:①ClO2的熔点为,沸点为;稳定性较差,ClO2浓度过高(体积分数大于10%)易分解而爆炸;ClO2极易溶于水。
②高于时为NaClO2分解成为NaClO3和NaCl。
回答下列问题:
(1)将一定量成为NaClO3与成为Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊渡,加入到三颈烧瓶中,通过恒压滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。恒压滴液漏斗中的溶液是 。
H2SO4
5.(2024届高三第一学期扬州期中-15-节选)
[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的催化剂,实验室制备步骤如下:
Ⅰ 将一定量的CoCl2·6H2O、NH4Cl溶于热水中,加入活性炭作催化剂。
Ⅱ 冷却后加入浓氨水,继续冷却至10℃以下,滴加6%的H2O2。
Ⅲ 加热至60℃并恒温一段时间,冷却,过滤,得到粗产品。
Ⅳ 将粗产品溶于热的稀盐酸,趁热过滤。向滤液中慢慢加入浓盐酸,析出大量晶体。冷却、过滤、洗涤、干燥,称量所得产品,计算产率。
(1) 制备原理
60℃,CoCl2、NH4Cl、NH3·H2O和H2O2反应生成[Co(NH3)6]Cl3的化学方程式为________。
(2) 操作方法
已知:电极电位(E)可用于表示溶液中某种微粒获得电子被还原的趋势(即氧化性);
如电极反应Mn++ne-===M的E越大,表示Mn+的氧化性越强。
酸性条件:H2O2+2e-+2H+===2H2O E=1.76 V;Co3++e-===Co2+ E=1.80 V
碱性条件:H2O2+2e-===2OH- E=0.88 V;[Co(NH3)6]3++e-===[Co(NH3)6]2+ E=0.06 V。
①加入浓氨水,将Co2+转化为[Co(NH3)6]2+的目的是________。
②25℃,Ksp[Co(OH)2]=6.3×10-15。操作时先加NH4Cl,后加浓氨水的原因是________。
(1) 2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O260℃2[Co(NH3)6]Cl3+12H2O
(2) ①酸性条件下,H2O2难以氧化Co2+;碱性条件下,H2O2易氧化[Co(NH3)6]2+
②NH4Cl抑制NH3·H2O的电离,避免产生Co(OH)2沉淀
6.Mg(H2PO4)2易溶于水,MgHPO4、Mg3(PO4)2均难溶于水。除磷装置如图1所示,向滤液中先通入NH3,再滴加MgCl2溶液,维持溶液pH为9~10,得到复合肥料NH4MgPO4固体。
图1图2
(1) 磷酸的分布分数x(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图2所示。生成NH4MgPO4的离子方程式为 。
(2)向滤液中先通入NH3后加入MgCl2溶液的原因是 。
(1) NH3·H2O+HP+Mg2+NH4MgPO4↓+H2O(2分)
(2)避免生成MgHPO4[或Mg3(PO4)2]沉淀,得不到复合肥料NH4MgPO4(2分)
7.(2024扬州期中)用含Cr(Ⅲ)的铬渣(杂质不参与反应)制备高纯Cr2O3。
已知: ①pH>5时H2O2可以氧化Cr(Ⅲ),pH<5时H2O2可将Cr2O7(2-)还原为Cr3+;
②H2O2在碱性溶液中易分解。
步骤Ⅰ 预处理。铬渣与Na2CO3混合后在空气中焙烧制得含Na2CrO4 的固体。
步骤Ⅱ 浸取。将焙烧后的固体冷却,与H2O2溶液、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液,加入到三颈瓶中,通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,实验装置如题16图-3所示。充分反应,过滤。
滴液漏斗中的溶液是 。生成Cr3+的离子方程式为 。
H2O2溶液(2分)
3H2O2+Cr2O7(2-)+8H+=2Cr3++3O2↑+ 7H2O (2分)