(14分)錳鋅軟磁鐵氧體具有高磁導(dǎo)率、低矯頑力和低功率損耗等性能,已廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)。碳酸錳主要用于制備錳鋅軟磁鐵氧體,而制碳酸錳的原料之一是二氧化錳。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組擬從廢舊干電池中回收二氧化錳制取碳酸錳。
①將干電池剖切、分選得到黑色混合物(主要成分為MnO2)洗滌、過濾、烘干。
②將上述固體按固液體積比2:9加入濃鹽酸、加熱,反應(yīng)完全后過濾、濃縮。
③向上述溶液中加入Na2CO3溶液,邊加邊攪拌,再過濾即可得到碳酸錳。
(l)在第②步中,將上述固體與濃鹽酸混合的目的是
(2)有人認(rèn)為,將第③步中的Na2CO3溶液換成NH4HCO3溶液,也能達(dá)到上述目的,但同時有氣體生成。請寫出加入NH4HCO3溶液時發(fā)生的離子反應(yīng)方程式 。
(3)查閱文獻,發(fā)現(xiàn)第③步中,除生成MnCO3外還有可能生成Mn(OH)2,已知Mn(OH)2暴露在空氣中時間稍長,易被氧化成褐色的MnO(OH)2, MnCO3和MnO(OH)2受熱最終均分解成MnO2,該小組對上述沉淀的成分提出以下假設(shè),請幫助完成假設(shè):
假設(shè)一:全部為MnCO3; 假設(shè)二:全部為Mn(OH)2; 假設(shè)三:
為驗證假設(shè)二是否正確,該小組進行了以下研究:
①定性研究:請你完成下表中的內(nèi)容.
實驗步驟(不要求寫出具體步驟) | 預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論 |
將所得沉淀過濾、洗滌, | |
| |
(1)將MnO2還原成Mn2+(2)Mn2++2HCO3- = MnCO3↓+ CO2↑+H2O(3)既有MnCO3又有Mn(OH)2
①
②300℃以后,質(zhì)量增加量為MnO氧化為MnO2 ,計算可得MnCO3質(zhì)量為11.5(或MnO(OH)2的質(zhì)量為10.5g),所以既有MnCO3又有Mn(OH)2。 實驗步驟(不要求寫出具體步驟) 預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論
將沉淀充分暴露于空氣中,觀察顏色顏色變成褐色,說明含有Mn(OH)2。
取少量沉淀于試管中,加入足量的鹽酸,觀察現(xiàn)象沒有氣泡生成,說明不含MnCO3。
解析
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
海水中含有極為豐富的自然資源。很多常見的金屬元素和非金屬元素主要以簡單離子的形式存在于海水中,海水呈弱堿性。回答下列問題:
海水提溴過程一般分三步,①向濃縮的海水中通入Cl2,將其中的Br-氧化,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,再用熱空氣吹出溴;②然后用飽和碳酸鈉溶液吸收溴,溴歧化為NaBr、NaBrO3,③最后用硫酸酸化5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br2+3H2O
(1)寫出第②步反應(yīng)的離子方程式 ;
(2)海水濃縮后還要進一步處理才能通入Cl2,處理的方法是 ,目的是 ,步驟③用硫酸而不用鹽酸酸化的原因可能是 ;
(3)為了除去工業(yè)Br2中微量的Cl2,可向工業(yè)Br2中 ;
a.通入HBr b.加入Na2CO3溶液 c.加入NaBr溶液 d.加入Na2SO3溶液
(4)海水制溴的原理體現(xiàn)了化學(xué)工業(yè)中“富集”“放大”思想。以海水為原料制備金屬鎂分三步,試寫出其反應(yīng)原理(用化學(xué)方程式表示)
, , 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
(18分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水。在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定。
I.制備Na2S2O3?5H2O
反應(yīng)原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)
實驗步驟:
①稱取15g Na2SO3加入圓底燒瓶中,再加入80ml蒸餾水。另取5g研細(xì)的硫粉,用3ml 乙醇潤濕,加入上述溶液中。
②安裝實驗裝置(如圖所示,部分加持裝置略去),水浴加熱,微沸60分鐘。
③趁熱過濾,將濾液水浴加熱濃縮,冷卻析出Na2S2O3?5H2O,經(jīng)過濾,洗滌,干燥,得到產(chǎn)品。
回答問題:
(1)硫粉在反應(yīng)前用乙醇潤濕的目的是 。
(2)儀器a的名稱是 ,其作用是 。
(3)產(chǎn)品中除了有未反應(yīng)的Na2SO3外,最可能存在的無機雜質(zhì)是 ,檢驗是否存在該雜質(zhì)的方法是 。
(4)該實驗一般控制在堿性環(huán)境下進行,否則產(chǎn)品發(fā)黃,用離子方程式表示其原因:
。
II.測定產(chǎn)品純度
準(zhǔn)確稱取Wg產(chǎn)品,用適量蒸餾水溶解,以淀粉作指示劑,用0.1000 mol?L?1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。
反應(yīng)原理為:2S2O32?+I2=S4O62-+2I?
(5)滴定至終點時,溶液顏色的變化: 。
(6)滴定起始和終點的液面位置如圖,則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為 mL。產(chǎn)品的純度為(設(shè)Na2S2O3?5H2O相對分子質(zhì)量為M) 。
III.Na2S2O3的應(yīng)用
(7)Na2S2O3還原性較強,在溶液中易被Cl2氧化成SO42?,常用作脫氧劑,該反應(yīng)的離子方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
(12分)高純硝酸鍶[化學(xué)式:Sr(NO3)2]用于制造信號燈、光學(xué)玻璃等。
⑴工業(yè)級硝酸鍶中常含有硝酸鈣、硝酸鋇等雜質(zhì),其中硝酸鈣可溶于濃硝酸,而硝酸鍶、硝酸鋇不溶于濃硝酸。請結(jié)合相關(guān)信息,補充完整提純硝酸鍶的下列實驗步驟:
①取含雜質(zhì)的硝酸鍶樣品, ,攪拌。
② 。
③將濾渣溶于水中,加略過量鉻酸使Ba2+沉淀,靜置后加入肼(N2H4)將過量鉻酸還原,調(diào)節(jié)pH=7~8,過濾。
④將濾液用硝酸調(diào)節(jié)pH=2~3, ,過濾,洗滌。
⑤將得到的Sr(NO3)2·2H2O晶體在100 ℃條件下干燥,得到高純硝酸鍶。
⑵Sr(NO3)2受熱易分解,生成Sr(NO2)2和O2;在500 ℃時Sr(NO2)2進一步分解生成SrO及氮氧化物。取一定質(zhì)量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2樣品,加熱至完全分解,得到5.20 g SrO固體和5.08 g混合氣體。計算該樣品中Sr(NO3)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計算過程)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料。某AlN樣品僅含有Al2O3雜質(zhì),為測定AlN的含量,設(shè)計如下三種實驗方案。
已知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
【方案1】
取一定量的樣品,用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持裝置已略去)。
(1)上圖C裝置中球形干燥管的作用是_____________。
(2)完成以下實驗步驟:組裝好實驗裝置,首先____________,再加入實驗藥品。接下來的實驗操作是______________,打開分液漏斗活塞,加入NaOH濃溶液,至不再產(chǎn)生氣體。打開K1,通入氮氣一段時間,測定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。通入氮氣的目的是______________。
(3)由于裝置存在缺陷,導(dǎo)致測定結(jié)果偏高,請?zhí)岢龈倪M意見___________。
【方案2】
用右圖裝置測定m g樣品中A1N的純度(部分夾持裝置已略去)。
(4)為測定生成氣體的體積,量氣裝置中的X液體可以是_____________。
a.CCl4 b.H2O c.NH4Cl溶液 d.
(5)若m g樣品完全反應(yīng),測得生成氣體的體積為V mL(已轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況),則AIN的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。
【方案3】按以下步驟測定樣品中A1N的純度:
(6)步驟②生成沉淀的離子方程式為___________________。
(7)若在步驟③中未洗滌,測定結(jié)果將______(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料,又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。
(1)實驗室利用反應(yīng)TiO2(s)+2CCl4(g)=TiCl4(g)+CO2(g),在無水無氧條件下,制取TiCl4實驗裝置示意圖如下:
有關(guān)性質(zhì)如下表
物質(zhì) | 熔點/℃ | 沸點/℃ | 其他 |
CCl4 | -23 | 76 | 與TiCl4互溶 |
TiCl4 | -25 | 136 | 遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
生鐵中含碳和硫等元素。化學(xué)興趣小組對某生鐵樣品進行了探究。根據(jù)要求回答下列問題。
Ⅰ.生鐵中碳和硫元素的定性檢驗
按如圖裝置進行實驗(夾持儀器已略去,填接口字母代號)可以實現(xiàn)碳和硫元素的檢驗。
(1)儀器X的名稱是 ;裝置③⑤中試劑相同,裝置④中盛放的試劑是 。(2)寫出甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。(3)如果撤除裝置③④⑤,能否確認(rèn)生鐵樣品中碳元素的存在? ,理由是 。Ⅱ.生鐵中碳、硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定
(4)甲同學(xué)認(rèn)為,以上裝置可以粗略測定樣品中碳的含量。稱取樣品w1 g進行實驗,充分反應(yīng)后,測得裝置⑥中生成的沉淀為w2 g,該樣品中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用含w1、w2的式子表示)。(5)乙同學(xué)認(rèn)為,待一定量樣品充分反應(yīng)后,向裝置④中加入過量氯化鋇溶液,根據(jù)沉淀質(zhì)量可以計算樣品中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù),此方案測得的結(jié)果 (填“偏大”或“偏小”);若要提高硫元素含量的測定精度,在不改變實驗原理的前提下,可以采取的一種措施是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
實驗室制取乙酸丁酯的實驗裝置有如下圖所示兩種裝置供選用。其有關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表:
| 乙酸 | 1-丁醇 | 乙酸丁酯 |
熔點(℃) | 16.6 | -89.5 | -73.5 |
沸點(℃) | 117.9 | 117 | 126.3 |
密度(g/cm3) | 1.05 | 0.81 | 0.88 |
水溶性 | 互溶 | 可溶(9g/100g水) | 微溶 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
環(huán)己酮是一種重要的有機化工原料。實驗室合成環(huán)己酮的反應(yīng)如下:
環(huán)己醇和環(huán)己酮的部分物理性質(zhì)見下表:
物質(zhì) | 相對分子質(zhì)量 | 沸點(℃) | 密度(g·cm—3、20 ℃) | 溶解性 | |
環(huán)己醇 | 100 | 161.1 | 0.9624 | 能溶于水和醚 | |
環(huán)己酮 | 98 | 155.6 | 0.9478 | 微溶于水,能溶于醚 | |
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