【題目】以SO2、軟錳礦(主要成分為MnO2,少量Fe、Al、Ca及Pb的化合物等)、氨水及凈化劑等為原料可制備MnSO4液和Mn3O4,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下
步驟I、如圖所示裝置,將SO2通入B中的軟錳礦漿液中(MnO2+SO2=MnSO4)。
步驟II、充分反應(yīng)后,在不斷攪拌下依次向儀器R中加入適量純凈的MnO2、MnCO3,最后加入適量Na2S沉鉛,
步驟III、過濾得MnSO4溶液
(1)儀器R的名稱是_______。
(2)裝置A用于制取SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
(3)裝置B中的反應(yīng)應(yīng)控制在90~100℃,適宜的加熱方式是______________。
(4)裝置C的作用是______________________。
(5)“步驟Ⅱ”中加入純凈MnO2的目的是_______________,用MnCO3調(diào)節(jié)溶液pH時(shí),需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為________(該實(shí)驗(yàn)條件下,部分金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH如下表)
金屬離子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ |
開始沉淀的pH | 7.04 | 1.87 | 3.32 | 7.56 |
沉淀完全的pH | 9.18 | 3.27 | 4.9 | 10.2 |
(6)已知①用空氣氧化Mn(OH)2濁液可制備Mn3O4[6Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O],主要副產(chǎn)物為MnOOH;反應(yīng)溫度和溶液pH對產(chǎn)品中Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響分別如圖所示
②反應(yīng)溫度超過80℃時(shí),Mn3O4的產(chǎn)率開始降低,Mn(OH)2是白色沉淀,Mn3O4呈黑色;Mn3O4、MnOOH中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)理論值依次為72.05%、62.5%請補(bǔ)充完整由步驟III得到MnSO4溶液,并用氨水等制備較純凈的Mn3O4的實(shí)驗(yàn)方案:______________________,真空干燥6小時(shí)得產(chǎn)品Mn3O4。
【答案】三頸燒瓶 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 用90-100℃的水浴加熱 吸收未反應(yīng)的SO2,防止污染環(huán)境 將Fe2+氧化為Fe3+ 4.9≤pH≤7.56 將濾液加熱并保溫在60-80℃,用氨水調(diào)節(jié)溶液pH并維持8~9。在不斷攪拌下,邊通空氣邊滴加氨水,直至有大量黑色沉淀,靜置,在上層清液中再滴加氨水至無沉淀。過濾,洗滌沉淀直至過濾液中檢測不出
【解析】
根據(jù)題意:裝置A由亞硫酸鈉和濃硫酸制備二氧化硫,將SO2通入B中控制溫度90~100℃與軟錳礦漿液中發(fā)生主要反應(yīng)MnO2+SO2=MnSO4,Fe、Al、Ca及Pb的化合物得到含Fe2+、Al3+、Pb2+的溶液和CaSO4沉淀,裝置C吸收多余的SO2,充分反應(yīng)后,在不斷攪拌下依次向三頸燒瓶中加入適量純凈的MnO2將Fe2+氧化為Fe3+,加入MnCO3溶液調(diào)節(jié)pH沉淀Fe3+、Al3+,最后加入適量Na2S沉鉛,過濾得MnSO4溶液,將濾液加熱并保溫在一定溫度,用氨水調(diào)節(jié)溶液pH,在不斷攪拌下,邊通空氣邊滴加氨水,反應(yīng)生成Mn3O4,至有大量黑色沉淀時(shí),靜置,在上層清液再滴加氨水至無沉淀,過濾,洗滌干燥得到Mn3O4,據(jù)此分析作答。
(1)根據(jù)R的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知其為三頸燒瓶;
(2)本實(shí)驗(yàn)中利用70%的濃硫酸和Na2SO3反應(yīng)制取二氧化硫,化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(3)反應(yīng)溫度不超過100℃,所以適宜的加熱方式為用90-100℃的水浴加熱;
(4)裝置C中盛有NaOH溶液,可吸收未反應(yīng)的SO2,防止污染環(huán)境;
(5)加入純凈的MnO2可以將Fe2+氧化成Fe3+,便于除去,且不引入新的雜質(zhì);根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知需要調(diào)節(jié)pH的范圍為4.9≤pH≤7.56,從而保證除去Fe3+、Al3+,且不除去Mn2+;
(6)②根據(jù)題目信息可知用空氣氧化Mn(OH)2濁液可制備Mn3O4,提供的藥品有氨水,所以需要滴加氨水制備Mn(OH)2濁液,同時(shí)通入氧氣;據(jù)圖可知當(dāng)反應(yīng)溫度為60-80℃時(shí),產(chǎn)物中Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與72.03%最為接近,即此時(shí)Mn3O4產(chǎn)率最高,而反應(yīng)溫度超過80℃時(shí),Mn3O4產(chǎn)率開始降低,所以溫度要控制在60-80℃;同理pH值應(yīng)控制在8-9;制取的Mn3O4固體表面會(huì)有雜質(zhì)附著,需要洗滌,所以從硫酸錳溶液制備較純凈的Mn3O4的實(shí)驗(yàn)方案為:將濾液加熱并保溫在60-80℃,用氨水調(diào)節(jié)溶液pH并維持8~9。在不斷攪拌下,邊通空氣邊滴加氨水,直至有大量黑色沉淀,靜置,在上層清液中再滴加氨水至無沉淀。過濾,洗滌沉淀直至過濾液中檢測不出,真空干燥6小時(shí)得產(chǎn)品Mn3O4。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上合成氨,CO易與鐵觸媒作用導(dǎo)致鐵觸媒失去催化活性:Fe+5CO═Fe(CO)5。為了防止催化劑鐵觸媒中毒,要除去CO,發(fā)生的反應(yīng)為Cu(NH3)2OOCCH3+CO+NH3═Cu(NH3)3(CO)OOCCH3;卮鹣铝袉栴}:
(1)下列氮原子的電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低的是______(填字母序號(hào))。
a. b.
c. d.
(2)寫出CO的一種常見等電子體的結(jié)構(gòu)式:_______;C、N、O的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>______(用元素符號(hào)表示)。
(3)與O同族的元素還有S、Se、Te,它們簡單氫化物的沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?/span>______,其原因?yàn)?/span>______。
(4)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中,銅顯+1價(jià), [Cu(NH3)2]+中中心離子的電子排布式為______,其中碳原子的雜化軌道類型是______,NH3分子的VSEPR模型為______。
(5)已知銅的一種氧化物Cu2O晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
①若以A點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,A的坐標(biāo)為(0,0,0),B的坐標(biāo)為( ),則D的坐標(biāo)為______;
②若阿伏加德羅常數(shù)為NA,該晶胞的邊長為a pm,則晶體的密度為______gcm-3。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究NOx之間的轉(zhuǎn)化具有重要意義。
(1)已知:N2O4(g) 2NO2(g) ΔH>0 將一定量N2O4氣體充入恒容的密閉容器中,控制反應(yīng)溫度為T1。
①下列可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù)是________。
A.氣體的壓強(qiáng)不變 B.v正(N2O4)=2v逆(NO2) C.K不變 D.容器內(nèi)氣體的密度不變 E.容器內(nèi)顏色不變
②t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡,混合氣體平衡總壓強(qiáng)為p,N2O4氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%,則反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp=________(對于氣相反應(yīng),用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù),記作Kp,如p(B)=p·x(B),p為平衡總壓強(qiáng),x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
③反應(yīng)溫度T1時(shí),c(N2O4)隨t(時(shí)間)變化曲線如圖,畫出0~t2時(shí)段,c(NO2)隨t變化曲線。保持其它條件不變,改變反應(yīng)溫度為T2(T2>T1),再次畫出0~t2時(shí)段,c(NO2)隨t變化趨勢的曲線________。
(2) NO氧化反應(yīng):2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)分兩步進(jìn)行,其反應(yīng)過程能量變化示意圖如圖。
Ⅰ 2NO(g)=N2O2(g) ΔH1
Ⅱ N2O2(g)+O2(g)→2NO2(g) ΔH2
①?zèng)Q定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和O2氣體,保持其它條件不變,控制反應(yīng)溫度分別為T3和T4(T4>T3),測得c(NO)隨t(時(shí)間)的變化曲線如圖。轉(zhuǎn)化相同量的NO,在溫度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的時(shí)間較長,試結(jié)合反應(yīng)過程能量圖分析其原因____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,我國研制出“可充電鈉——二氧化碳電池”,電極材料為鈉金屬片和碳納米管,電解液為高氯酸鈉一四甘醇二甲醚,電池總反應(yīng)為:4Na+3CO22Na2CO3+C生成固體Na2CO3沉積在碳納米管上,下列敘述不正確的是
A. 放電時(shí)鈉金屬片發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 放電時(shí)每消耗3mo1C02,轉(zhuǎn)移12mol電子
C. 充電時(shí)碳納米管接直流電源的正極
D. 充電時(shí)陽極反應(yīng)為C+2Na2CO3-4e-=4Na++3CO2↑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物A可由葡萄糖發(fā)酵得到,也可以從牛奶中提取。純凈的A為無色粘稠液體,易溶于水。為研究A的組成與結(jié)構(gòu),進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)步驟 | 解釋或?qū)嶒?yàn)結(jié)論 |
稱取A9.0g,升溫使其汽化,測其密度是相同條件下H2的45倍 | 試通過計(jì)算填空: (1)A的相對分子質(zhì)量為__。 |
將9.0gA在足量純O2中充分燃燒,并使其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸、堿石灰,發(fā)現(xiàn)兩者分別增重5.4g和13.2g | (2)A的分子式為__。 |
另取A9.0g,跟足量的NaHCO3粉末反應(yīng),生成2.24LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),若與足量金屬鈉反應(yīng)則生成2.24LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 | (3)用結(jié)構(gòu)簡式表示A中含有的官能團(tuán)__、__。 |
A的核磁共振氫譜如圖: | (4)A中含有__種氫原子。 綜上所述,A的結(jié)構(gòu)簡式為__。 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是
A.該裝置工作時(shí),H+從a極區(qū)向b極區(qū)遷移
B.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能
C.a電極的反應(yīng)式為3CO2+18H+-18e-=C3H8O+5H2O
D.每生成3 mol O2,有88 g CO2被還原
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W為四種常見的短周期元素。其中Y元素原子核外最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,它們在周期表中的相對位置如圖所示:
X | Y | |
Z | W |
請回答以下問題:
(1)W在周期表中位置_____;
(2)X和氫能夠構(gòu)成+1價(jià)陽離子,其電子式是_____,Y的氣態(tài)氫化物比Z的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)高,緣故是_____;
(3)X的最高價(jià)氧化物的水化物與其氫化物能化合生成M,M的水溶液顯酸性的緣故是_____(用離子方程式表示)。
(4)①Y和Z可組成一種氣態(tài)化合物Q,Q能與W的單質(zhì)在潮濕環(huán)境中反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。
②在一定條件下,化合物Q與Y的單質(zhì)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)有三種氣態(tài)物質(zhì),反應(yīng)時(shí),每轉(zhuǎn)移4mol電子放熱190.0kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】ClO2是一種優(yōu)良的消毒劑,熔點(diǎn)為-59.5℃,沸點(diǎn)為11.0℃,濃度過高時(shí)易發(fā)生分解引起爆炸,實(shí)驗(yàn)室在50℃時(shí)制備ClO2。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:制取并收集ClO2,裝置如圖所示:
(1)寫出用上述裝置制取ClO2的化學(xué)反應(yīng)方程式_____________。
(2)裝置A中持續(xù)通入N2的目的是___________。裝置B應(yīng)添加__________(填“冰水浴”、“沸水浴”或“50℃的熱水浴”)裝置。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:測定裝置A中ClO2的質(zhì)量,設(shè)計(jì)裝置如圖:
過程如下:
①在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用100mL水溶解后,再加3mL硫酸溶液;
②按照右圖組裝好儀器;在玻璃液封管中加入①中溶液,浸沒導(dǎo)管口;
③將生成的ClO2由導(dǎo)管通入錐形瓶的溶液中,充分吸收后,把玻璃液封管中的水封溶液倒入錐形瓶中,洗滌玻璃液封管2—3次,都倒入錐形瓶,再向錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液;
④用c mol·L1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定錐形瓶中的液體,共用去V mL Na2S2O3溶液(已知:I2+2S2O32-=2I+S4O62-)。
(3)裝置中玻璃液封管的作用是_____________。
(4)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________________。
(5)測得通入ClO2的質(zhì)量m(ClO2)=_______g(用整理過的含c、V的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組,在做Na2O2與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)Na2O2與水反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞試液溶液呈現(xiàn)紅色,但紅色很快褪色,甲、乙、丙三同學(xué)對此現(xiàn)象分別做了如下推測:
甲:因?yàn)榉磻?yīng)后試管很熱,所以可能是溶液溫度較高使紅色褪去。
乙:因?yàn)樗铀牧枯^少,紅色褪去可能是生成的NaOH溶液濃度較大的影響。
丙:Na2O2具有強(qiáng)氧化性,生成物中O2、H2O(可能產(chǎn)物)等也具有強(qiáng)氧化性,氧化漂白了紅色物質(zhì)。
(1)驗(yàn)證甲同學(xué)的推測是否正確的方法是_________,驗(yàn)證乙同學(xué)的推測是否正確的方法是_________,當(dāng)出現(xiàn)_________現(xiàn)象時(shí),即說明丙同學(xué)的推測正確。
(2)有同學(xué)提出用定量的方法探究丙同學(xué)方案中是否含有出O2,其實(shí)驗(yàn)方法為:稱取2.6g Na2O2固體,使之與足量的水反應(yīng),測量產(chǎn)生O2的體積,與理論值比較,即可得出結(jié)論。
①測量氣體體積時(shí),必須待試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫時(shí)進(jìn)行,應(yīng)選用上圖裝置中的_______,理由是________。
②若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測量氣體的體積,應(yīng)選用量筒的大小規(guī)格為______(選填“l00mL”、“200mL”、“500mL”或“l000mL”)。
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