解答题-工业流程题 适中0.65 引用2 组卷296
磷酸二氢锂作为锂电池正极新型材料磷酸铁锂的原料,还能用于有机反应的催化剂。某研究小组制备,设计如下流程:
已知:在20℃时溶解度为126g,且随温度变化不大,难溶于醇。:,;:,,。
请回答:
(1)第②步中反应完全的现象是___________ 。
(2)第③步中煮沸的目的是___________ 。
(3)第④步调pH适合的物质是___________ (填化学式)。
(4)请给出方法l的操作顺序(从下列选项选择合适操作并按序排列):_________
活性炭脱色→(___________)→(___________)→(___________)→(___________)→干燥。
a.趁热过滤 b.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热 c.冷却 d.减压过滤
e.蒸发至溶液中出现大量晶体,停止加热 f.乙醇洗涤 g.冷水洗涤
(5)方法2包括醇盐析、过滤、洗涤、干燥等步骤。根据以下图表判断,下列说法不正确 的是___________。
(6)若按的比例,将98.0%的高纯碳酸锂50.0g加入到磷酸溶液中,应用方法2得到104.0g ,则的产率为___________ (保留三位有效数字)。
已知:在20℃时溶解度为126g,且随温度变化不大,难溶于醇。:,;:,,。
请回答:
(1)第②步中反应完全的现象是
(2)第③步中煮沸的目的是
(3)第④步调pH适合的物质是
(4)请给出方法l的操作顺序(从下列选项选择合适操作并按序排列):
活性炭脱色→(___________)→(___________)→(___________)→(___________)→干燥。
a.趁热过滤 b.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热 c.冷却 d.减压过滤
e.蒸发至溶液中出现大量晶体,停止加热 f.乙醇洗涤 g.冷水洗涤
(5)方法2包括醇盐析、过滤、洗涤、干燥等步骤。根据以下图表判断,下列说法
A.由图1可知,丙三醇的加入会使磷酸二氢锂的产率下降,加入量越多,产率越低,原因是丙三醇粘度很大,严重影响产物的过滤 |
B.由图2至图4可知,最佳控制条件是乙醇与磷酸质量比为2∶3,结晶温度0℃,结晶时间120min |
C.图5可知,方法1(a曲线)蒸发浓缩结晶时易得到大颗粒晶体,原因是水溶液中溶解度随温度变化较小,形成的晶核较少,晶体长大过程缓慢 |
D.图5可知,方法2(b曲线)乙醇盐析方法得到的晶体可用滤纸过滤 |
23-24高三上·浙江·开学考试
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乙酰苯胺是常用的医药中间体,可由苯胺与乙酸制备。反应的化学方程式如下:
+CH3COOH+H2O
某实验小组分别采用以下两种方案合成乙酰苯胺:
方案甲:采用装置甲:在圆底烧瓶中加入5.0mL苯胺、7.4mL乙酸,加热至沸,控制温度计读数100~105℃,保持液体平缓流出,反应40 min后停止加热即可制得产品。
方案乙:采用装置乙:加热回流,反应40 min后停止加热。其余与方案甲相同。
已知:有关化合物的物理性质见下表:
请回答:
(1)仪器a的名称是_________
(2)分别从装置甲和乙的圆底烧瓶中获得粗产品的后续操作是____________
(3)装置甲中分馏柱的作用是______________
(4)下列说法正确的是__________
A.从投料量分析,为提高乙酰苯胺产率,甲乙两种方案均采取的措施是乙酸过量
B.实验结果是方案甲的产率比方案乙的产率高
C.装置乙中b处水流方向是出水口
D.装置甲中控制温度计读数在118℃以上,反应效果会更好
(5)甲乙两方案获得的粗产品均采用重结晶方法提纯。操作如下:
①请选择合适的编号,按正确的操作顺序完成实验(步骤可重复或不使用)
____ →____ →____ →____ →过滤→洗涤→干燥
a冷却结晶 b加冷水溶解 c趁热过滤 d活性炭脱色 e加热水溶解
上述步骤中为达到趁热过滤的目的,可采取的合理做法是___________
②趁热过滤后,滤液冷却结晶。一般情况下,有利于得到较大的晶体的因素有_____
A.缓慢冷却溶液 B.溶液浓度较高
C.溶质溶解度较小 D.缓慢蒸发溶剂
③关于提纯过程中的洗涤,下列洗涤剂中最合适的是______________ 。
A.蒸馏水 B.乙醇 C.5%Na2CO3溶液 D.饱和NaCl溶液
+CH3COOH+H2O
某实验小组分别采用以下两种方案合成乙酰苯胺:
方案甲:采用装置甲:在圆底烧瓶中加入5.0mL苯胺、7.4mL乙酸,加热至沸,控制温度计读数100~105℃,保持液体平缓流出,反应40 min后停止加热即可制得产品。
方案乙:采用装置乙:加热回流,反应40 min后停止加热。其余与方案甲相同。
已知:有关化合物的物理性质见下表:
化合物 | 密度(g·cm-3) | 溶解性 | 熔点(℃) | 沸点(℃) |
乙酸 | 1.05 | 易溶于水,乙醇 | 17 | 118 |
苯胺 | 1.02 | 微溶于水,易溶于乙醇 | –6 | 184 |
乙酰苯胺 | — | 微溶于冷水,可溶于热水,易溶于乙醇 | 114 | 304 |
(1)仪器a的名称是
(2)分别从装置甲和乙的圆底烧瓶中获得粗产品的后续操作是
(3)装置甲中分馏柱的作用是
(4)下列说法正确的是
A.从投料量分析,为提高乙酰苯胺产率,甲乙两种方案均采取的措施是乙酸过量
B.实验结果是方案甲的产率比方案乙的产率高
C.装置乙中b处水流方向是出水口
D.装置甲中控制温度计读数在118℃以上,反应效果会更好
(5)甲乙两方案获得的粗产品均采用重结晶方法提纯。操作如下:
①请选择合适的编号,按正确的操作顺序完成实验(步骤可重复或不使用)
a冷却结晶 b加冷水溶解 c趁热过滤 d活性炭脱色 e加热水溶解
上述步骤中为达到趁热过滤的目的,可采取的合理做法是
②趁热过滤后,滤液冷却结晶。一般情况下,有利于得到较大的晶体的因素有
A.缓慢冷却溶液 B.溶液浓度较高
C.溶质溶解度较小 D.缓慢蒸发溶剂
③关于提纯过程中的洗涤,下列洗涤剂中最合适的是
A.蒸馏水 B.乙醇 C.5%Na2CO3溶液 D.饱和NaCl溶液
某兴趣小组用废锌铁合金(主要为Zn,含少量Fe、ZnO、、CuO)为原料,制备葡萄糖酸锌晶体,流程如下:
已知信息:①相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表:
②采用变速降温结晶时,可得到颗粒大小相对均一的较大晶粒,硫酸锌溶解度曲线如图:
请回答:
(1)50℃酸溶时采用水浴加热的理由:_______ 。
(2)按上述流程制备的七水合硫酸锌晶体杂质较多,原因是结晶之前少了一个步骤,请加上这个步骤:向滤液1中_______ 。
(3)下列说法正确的是_______ 。
A.调pH可以用替代ZnO,但不能用
B.将滤渣1的洗涤液合并至滤液1中可提高七水合硫酸锌的产率
C.滤渣2主要是
D.趁热过滤是为了防止葡萄糖酸锌因冷却而析出
(4)七水合硫酸锌结晶时,选出其正确操作并按序列出字母(操作可重复使用)_______ 。将滤液1转移至蒸发皿中→_______→_______→_______→_______→_______→_______→低温烘干
A.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热 B.蒸发至大量晶体析出 C.冷却至20℃
D.在100℃蒸发溶剂 E.在60℃蒸发溶剂 F.抽滤
(5)为提高葡萄糖酸锌粗产品的纯度,重结晶操作如下:将粗产品____ ,趁热过滤,用___ 洗涤晶体,低温烘干,得到较纯的产品。
已知信息:①相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表:
离子 | ||||
开始沉淀的pH | 5.4 | 7.0 | 2.3 | 4.7 |
完全沉淀的pH | 8.0 | 9.0 | 4.1 | 6.7 |
②采用变速降温结晶时,可得到颗粒大小相对均一的较大晶粒,硫酸锌溶解度曲线如图:
请回答:
(1)50℃酸溶时采用水浴加热的理由:
(2)按上述流程制备的七水合硫酸锌晶体杂质较多,原因是结晶之前少了一个步骤,请加上这个步骤:向滤液1中
(3)下列说法正确的是
A.调pH可以用替代ZnO,但不能用
B.将滤渣1的洗涤液合并至滤液1中可提高七水合硫酸锌的产率
C.滤渣2主要是
D.趁热过滤是为了防止葡萄糖酸锌因冷却而析出
(4)七水合硫酸锌结晶时,选出其正确操作并按序列出字母(操作可重复使用)
A.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热 B.蒸发至大量晶体析出 C.冷却至20℃
D.在100℃蒸发溶剂 E.在60℃蒸发溶剂 F.抽滤
(5)为提高葡萄糖酸锌粗产品的纯度,重结晶操作如下:将粗产品
我国科学家开发的光催化剂硒化锌(ZnSe,不溶于水),可实现人工光合作用,某科研团队设计一种以锌矿(主要成分是ZnS,含FeS2、CuS、NiS、SiO2等)为原料制备ZnSe的工艺流程如图。
已知:①“堆浸液”中含ZnSO4、FeSO4、CuSO4、NiSO4。
②常温下,
③pH过高时,FeOOH沉淀会转化成胶体。
④Zn(OH)2是两性氢氧化物。
回答下列问题:
(1)下列有关“堆浸”的说法正确的是___________(填标号)。
(2)“除铁”步骤中发生反应的离子方程式为___________ 。“除铁”最佳pH为3.2,如果pH过高,会导致溶液中的含量降低,其主要原因:①部分转化成Zn(OH)2,②___________ 。
(3)试通过计算判断ZnS与CuSO4溶液反应能否完全转化为CuS?___________ 。
(4)置换镍时,用锌粉直接置换速率极慢,目前采用“锑盐净化法”,即置换时在酸性含溶液中同时加入锌粉和Sb2O3得到金属Ni和Sb的混合物,该混合物可表示为NiSb,形成NiSb的离子方程式为___________ 。
(5)ZnSO4的溶解度随温度变化曲线如图所示。
“浓缩结晶”的具体操作步骤为:
①在100℃时蒸发至溶液出现晶膜,停止加热;
②降温至___________ ℃蒸发至溶液出现晶膜,停止加热;
③冷却至室温,过滤、洗涤、干燥。
(6)“合成”ZnSe后,从反应体系中分离出ZnSe的操作依次为___________ 、洗涤、干燥。
(7)硒化锌(ZnSe)晶胞结构如图甲所示,乙图为甲图的俯视图,若A点坐标为(0,0,0),B点坐标为(,1,)则D点坐标为___________ 。在晶胞中距离Se最近且等距离的Zn组成的空间结构为___________ 形。
已知:①“堆浸液”中含ZnSO4、FeSO4、CuSO4、NiSO4。
②常温下,
③pH过高时,FeOOH沉淀会转化成胶体。
④Zn(OH)2是两性氢氧化物。
回答下列问题:
(1)下列有关“堆浸”的说法正确的是___________(填标号)。
A.将锌矿粉碎过筛,有利于加快“堆浸”的速率 |
B.“堆浸”时温度越高越好,温度高有利于加快“堆浸”的速率 |
C.“堆浸”时加入大量的硫酸 |
D.将锌矿在空气中充分暴露有利于“堆浸” |
(3)试通过计算判断ZnS与CuSO4溶液反应能否完全转化为CuS?
(4)置换镍时,用锌粉直接置换速率极慢,目前采用“锑盐净化法”,即置换时在酸性含溶液中同时加入锌粉和Sb2O3得到金属Ni和Sb的混合物,该混合物可表示为NiSb,形成NiSb的离子方程式为
(5)ZnSO4的溶解度随温度变化曲线如图所示。
“浓缩结晶”的具体操作步骤为:
①在100℃时蒸发至溶液出现晶膜,停止加热;
②降温至
③冷却至室温,过滤、洗涤、干燥。
(6)“合成”ZnSe后,从反应体系中分离出ZnSe的操作依次为
(7)硒化锌(ZnSe)晶胞结构如图甲所示,乙图为甲图的俯视图,若A点坐标为(0,0,0),B点坐标为(,1,)则D点坐标为
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