MnO2是一種重要的無(wú)機(jī)功能材料,粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了將粗MnO2(含有較多的MnO和MnCO3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2實(shí)驗(yàn),其流程如下:
(1)第①步加稀H2SO4時(shí),粗MnO2樣品中的 (寫(xiě)化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。
(2)第②步反應(yīng)的離子方程式
+ClO3-+ =MnO2+Cl2↑+ 。
(3)第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(tái)(含鐵圈)、 、 、 ,已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3和NaOH,則一定還有含有 (寫(xiě)化學(xué)式)。
(4)若粗MnO2樣品的質(zhì)量為12.69g,第①步反應(yīng)后,經(jīng)過(guò)濾得到8.7g MnO2,并收集到0.224LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則在第②步反應(yīng)中至少需要 mol NaClO3
【解析】本題通過(guò)MnO2的提純綜合考察了常見(jiàn)的基本實(shí)驗(yàn)操作、氧化還原方程式的配平、產(chǎn)物的判斷及有關(guān)計(jì)算。
(1)MnO2不溶于硫酸,所以加稀硫酸時(shí)樣品中的MnO和MnCO3分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4,所以答案是粗MnO2樣品中的MnO和MnCO3轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì);
(2)MnSO4要轉(zhuǎn)化為MnO2,需失去電子,故需要加入NaClO3做氧化劑,依據(jù)得失電子守恒可以配平,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是:5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,因此反應(yīng)的離子方程式是:5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+;
(3)第③屬于蒸發(fā),所以所需的儀器有鐵架臺(tái)(含鐵圈)、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒;Cl2通入熱的NaOH溶液中一定發(fā)生氧化還原反應(yīng),且氯氣既做氧化劑又做還原劑,NaClO3屬于氧化產(chǎn)物,因此一定有還原產(chǎn)物NaCl;
(4)由題意知樣品中的MnO和MnCO3質(zhì)量為12.69g-8.7 g=3.99g。由方程式H2SO4+MnCO3=MnSO4+H2O+CO2↑可知MnCO3的物質(zhì)的量為0.01mol,質(zhì)量為115g/mol×0.01mol =1.15g,所以MnO的質(zhì)量為3.99g-1.15g=2.84g,其物質(zhì)的量為,因此與稀硫酸反應(yīng)時(shí)共生成MnSO4的物質(zhì)的量為0.05mol,根據(jù)方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,可計(jì)算出需要NaClO3的物質(zhì)的量為0.02mol。
【答案】(1)MnO和MnCO3;
(2)5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+;
(3)酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒;NaCl;
(4)0.02mol。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
聚合硫酸鐵(PFS)是一種新型高效的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑,廣泛用于水的處理。用鐵的氧化物為原料來(lái)制取聚合硫酸鐵,為控制水解時(shí)Fe3+的濃度,防止生成氫氧化鐵沉淀,原料中的Fe3+必須先還原為Fe2+。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃儀器除量筒外,還有 。
(a) 容量瓶 (b) 燒杯 (c) 燒瓶
(2)步驟II取樣分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是 。
(a) 控制溶液中Fe2+與Fe3+含量比
(b) 確定下一步還原所需鐵的量
(c) 確定氧化Fe2+所需NaClO3的量
(d) 確保鐵的氧化物酸溶完全
(3)用NaClO3氧化時(shí)反應(yīng)方程式如下:6FeSO4 + NaClO3 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + NaCl + 3H2O
若改用HNO3氧化,則反應(yīng)方程式如下6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + 2NO↑ + 4H2O
已知1mol HNO3價(jià)格0.16元、1mol NaClO3價(jià)格0.45元,評(píng)價(jià)用HNO3代替NaClO3作氧化劑的得弊,利是 ,弊是 。
聚合硫酸鐵溶液中SO42ˉ與Fe3+物質(zhì)的量之比不是3:2。根據(jù)下列供選擇的試劑和基本操作,測(cè)定聚合硫酸鐵產(chǎn)品溶液中SO42ˉ與Fe3+物質(zhì)的量之比。
(4)測(cè)定時(shí)所需的試劑 。
(a) NaOH (b) FeSO4 (c) BaCl2 (d) NaClO3
(5)需要測(cè)定 和 的質(zhì)量(填寫(xiě)化合物的化學(xué)式)。
(6)選出測(cè)定過(guò)程中所需的基本操作 (按操作先后順序列出)。
(a) 萃取、分液 (b) 過(guò)濾、洗滌 (c) 蒸發(fā)、結(jié)晶
(d) 冷卻、稱(chēng)量 (e)烘干或灼燒
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
某學(xué)生對(duì)SO2與漂粉精的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究:
操作 | 現(xiàn)象 |
取4g漂粉精固體,加入100mL水 | 部分固體溶解,溶液略有顏色 |
過(guò)濾,測(cè)漂粉精溶液的pH | pH試紙先變藍(lán)(約為12),后褪色 |
液面上方出現(xiàn)白霧; 稍后,出現(xiàn)渾濁,溶液變?yōu)辄S綠色; 稍后,產(chǎn)生大量白色沉淀,黃綠色褪去 |
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化學(xué)方程是 。
(2)pH試紙顏色的變化說(shuō)明漂粉精溶液具有的性質(zhì)是 。
(3)向水中持續(xù)通入SO2,未觀(guān)察到白霧。推測(cè)現(xiàn)象i的白霧由HCl小液滴形成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
a.用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧,無(wú)變化;
b.用酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)白霧,產(chǎn)生白色沉淀。
① 實(shí)驗(yàn)a目的是 。
②由實(shí)驗(yàn)a、b不能判斷白霧中含有HC1,理由是 。
(4)現(xiàn)象ii中溶液變?yōu)辄S綠色的可能原因:隨溶液酸性的增強(qiáng),漂粉精的有效成分和C1-發(fā)生反應(yīng)。通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了這種可能性,其實(shí)驗(yàn)方案是 。
(5)將A瓶中混合物過(guò)濾、洗滌,得到沉淀X
①向沉淀X中加入稀HC1,無(wú)明顯變化。取上層清液,加入BaC12溶液,產(chǎn)生白色沉淀。則沉淀X中含有的物質(zhì)是 。
②用離子方程式解釋現(xiàn)象iii中黃綠色褪去的原因: 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
制備氮化鎂的裝置示意圖如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)檢查裝置氣密性的方法是 ,a的名稱(chēng)是 ,b的名稱(chēng)是 ;
(2)寫(xiě)出NaNO2和(NH4)2SO4反應(yīng)制備氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式 ;
(3)C的作用是 ,D的作用是 ,是否可以把C和D的位置對(duì)調(diào)并說(shuō)明理由 ;
(4)寫(xiě)出E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ;
(5)請(qǐng)用化學(xué)方法確定是否有氮化鎂生成,并檢驗(yàn)是否含有未反應(yīng)的鎂,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列實(shí)驗(yàn)“操作和現(xiàn)象”與“結(jié)論”對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是
操作和現(xiàn)象 | 結(jié)論 | |
A | 向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀H2SO4,在管口觀(guān)察到紅棕色氣體 | HNO3分解生成了NO2 |
B | 向淀粉溶液中加入稀H2SO4,加熱幾分鐘,冷卻后再加入新制Cu(OH)2濁液,加熱,沒(méi)有紅色沉淀生成。 | 淀粉沒(méi)有水解成葡萄糖 |
C | 向無(wú)水乙醇中加入濃H2SO4,加熱至170℃產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液,紅色褪去 。 | 使溶液褪色的氣體是乙烯 |
D | 向飽和Na2CO3中通入足量CO2 ,溶液變渾濁 | 析出了NaHCO3 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇,查閱資料得知一條合成路線(xiàn):
CO的制備原理:HCOOHCO↑+H2O,并設(shè)計(jì)出原料氣的制備裝置(如下圖)
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
(1)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2-丙醇,從中選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯。寫(xiě)出化學(xué)方程式: , 。
(2)若用以上裝置制備干燥純凈的CO,裝置中a和b的作用分別是 , ;
C和d中承裝的試劑分別是 , 。若用以上裝置制備H2, 氣體發(fā)生裝置中必需的玻璃儀器名稱(chēng)是 ;在虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出收集干燥H2的裝置圖。
(3)制丙烯時(shí),還產(chǎn)生少量SO2、CO2及水蒸氣,該小組用以下試劑檢驗(yàn)這四種氣體,混合氣體通過(guò)試劑的順序是________________(填序號(hào))
①飽和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水
④無(wú)水CuSO4 ⑤品紅溶液
(4)合成正丁醛的反應(yīng)為正向放熱的可逆反應(yīng),為增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率,你認(rèn)為應(yīng)該采用的適宜反應(yīng)條件是______________。
a. 低溫、高壓、催化劑 b. 適當(dāng)?shù)臏囟、高壓、催化?/p>
c. 常溫、常壓、催化劑 d. 適當(dāng)?shù)臏囟取⒊、催化?/p>
(5)正丁醛經(jīng)催化劑加氫得到含少量正丁醛的1—丁醇粗品,為純化1—丁醇,該小組查閱文獻(xiàn)得知:①R—CHO+NaHSO3(飽和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸點(diǎn):乙醚34℃,1—丁醇118℃,并設(shè)計(jì)出如下提純路線(xiàn):
試劑1為_(kāi)________,操作1為_(kāi)_______,操作2為_(kāi)______,操作3為_(kāi)______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下圖表示有關(guān)物質(zhì)(均由短周期元素形成)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中A為常見(jiàn)的金屬單質(zhì),B為非金屬單質(zhì)(一般是黑色粉末),C是常見(jiàn)的無(wú)色無(wú)味液體,D是淡黃色的固體化合物。(反應(yīng)條件圖中已省略。)
(1)A、B、C、D代表的物質(zhì)分別為_(kāi)_________、__________、__________、__________(填化學(xué)式);
(2)反應(yīng)①中的C、D均過(guò)量,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________;
(3)反應(yīng)②中,若B與F物質(zhì)的量之比為4∶3,G、H分別是________、_________(填化學(xué)式);
(4)反應(yīng)③產(chǎn)物中K的化學(xué)式為_(kāi)___________________;
(5)反應(yīng)④的離子方程式為_(kāi)________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
某學(xué)習(xí)小組用下圖裝置測(cè)定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對(duì)原子質(zhì)量。
(1)A中試劑為_(kāi)_____________。
(2)實(shí)驗(yàn)前,先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是____________________________。
(3)檢查氣密性,將藥品和水裝入各儀器中,連接好裝置后,需進(jìn)行的操作還有:①記錄C的液面位置;②將B中剩余固體過(guò)濾、洗滌、干燥,稱(chēng)重;③待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后,記錄C的液面位置;④由A向B中滴加足量試劑;⑤檢查氣密性。上述操作的順序是___________;(填序號(hào))記錄C的液面位置時(shí),除視線(xiàn)平視外,還應(yīng)_______________。
(4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________。
(5)若實(shí)驗(yàn)用鋁鎂合金的質(zhì)量為a g,測(cè)得氫氣體積為b mL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),B中剩余固體的質(zhì)量為c g,則鋁的相對(duì)原子質(zhì)量為_(kāi)______________。
(6)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若未洗滌過(guò)濾所得的不溶物,則測(cè)得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將________(填“偏大”、“偏小”、“不受影響”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)是一種重要的食品和飼料添加劑。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)如下實(shí)驗(yàn)由廢鐵屑制備
FeSO4·7H2O晶體:
① 將5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量廢鐵屑的燒杯中,加熱數(shù)分鐘,用傾析法除去Na2CO3溶液,然后將廢鐵屑用水洗滌2至3遍;
② 向洗滌過(guò)的廢鐵屑中加入過(guò)量的稀硫酸,控制溫度在50-80℃之間至鐵屑耗盡;
③ 趁熱過(guò)濾,將濾液轉(zhuǎn)入到密閉容器中,靜置、冷卻結(jié)晶;
④ 待結(jié)晶完畢后,濾出晶體,用少量冰水洗滌2-3次,再用濾紙將晶體吸干;
⑤ 將制得的FeSO4·7H2O晶體放在一個(gè)小廣口瓶中,密閉保存。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
⑴ 實(shí)驗(yàn)步驟①的目的是____________________,加熱的作用是__________________。
⑵ 實(shí)驗(yàn)步驟②明顯不合理,理由是_______________________________。
⑶ 實(shí)驗(yàn)步驟④中用少量冰水洗滌晶體,其目的是______________;______________。
⑷ 經(jīng)查閱資料后發(fā)現(xiàn),硫酸亞鐵在不同溫度下結(jié)晶可分別得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O、和FeSO4·H2O。硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度和該溫度下析出晶體的組成如下表所示(僅在56.7℃、64℃溫度下可同時(shí)析出兩種晶體)。
硫酸亞鐵的溶解度和析出晶體的組成
溫度/℃ | 0 | 10 | 30 | 50 | 56.7 | 60 | 64 | 70 | 80 | 90 | ||
溶解度/g | 14.0 | 17.0 | 25.0 | 33.0 | 35.2 | 35.3 | 35.6 | 33.0 | 30.5 | 27 | ||
析出晶體 | FeSO4·7H2O | FeSO4·4H2O | FeSO4·H2O | |||||||||
請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出硫酸亞鐵的溶解度曲線(xiàn)。
⑸ 若需從硫酸亞鐵溶液中結(jié)晶出FeSO4·4H2O,應(yīng)控制的結(jié)晶溫度(t)的范圍為_(kāi)_______。
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