废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料,将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4·7H2O,含锰部分转化成纯度较高的MnO2,将NH4Cl溶液应用于化肥生产中,实验流程如下:
(1)操作②中所用的加热仪器应选 (选填“蒸发皿”或“坩埚”)。
(2)将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀,请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式 。
(3)操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+。已知25℃时,
NH3·H2O的Kb |
Zn2+完全沉淀的pH |
Zn(OH)2溶于碱的pH |
1.8×10-5 |
8.9 |
>11 |
由上表数据分析应调节溶液pH最好为 (填序号)。
a.9 b.10 c.11
(4) MnO2精处理的主要步骤:
步骤1:用3%H2O2和6.0mol/L的H2SO4的混和液将粗MnO2溶解,加热除去过量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+)。反应生成MnSO4的离子方程式为 ;
步骤2:冷却至室温,滴加10%氨水调节pH为6,使Fe3+沉淀完全,再加活性炭搅拌,抽滤。加活性炭的作用是 ;
步骤3:向滤液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液,调节pH至7,滤出沉淀、洗涤、干燥,灼烧至黑褐色,生成MnO2。灼烧过程中反应的化学方程式为 。
(5) 查文献可知,粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固体。
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下,浸泡温度对MnCO3产率的影响如图4,由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在 ℃左右;
②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下,酸的浓度对MnCO3产率的影响如图5,由图看出硝酸的最佳浓度应选择 mol/L左右。
某小组同学利用下图装置(夹持仪器已省略)制备溴苯,并探究该反应原理。
I.制备溴苯
(1)装置中长导管a的作用是、导出气体。
(2)本实验所获得的溴苯为褐色,是因为。
II.分离提纯
已知,溴苯与苯互溶,液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。同学们设计了如下流程:
(3)操作Ⅱ为。
(4)流程②和④中,需要用到的玻璃仪器是烧杯、;流程③的现象为,流程④的作用是。
III.探究原理
(5)反应结束后,某同学取少量锥形瓶中的液体于试管中,再滴入几滴AgNO3溶液,出现浅黄色浑浊,从而判断反应一定生成了HBr。你认为该同学的判断(填“合理”、“不合理”)。
(6)为探究锥形瓶中溶液的离子,请完成下表探究实验方案(限选试剂:镁粉、四氯化碳、氯水、溴水、蒸馏水)
实验步骤 |
预期现象 |
结论 |
1.将锥形瓶中的液体转入分液漏斗,加足量 ① ,振荡后分液。分别取少量 ② 层溶液于试管A、B中 |
||
2.向试管A中加入少量③和四氯化碳,振荡后静置; |
溶液分层,下层显 ④ 色 |
锥形瓶中液体含大量Br- |
3.向试管B中加入⑤。 |
有汽泡生成 |
锥形瓶中液体含大量 ⑥ |
根据上述结论推断,制备溴苯的反应属于反应,其反应方程式为。
镁及其合金是一种用途很广的金属材料,海水中镁的含量为1.10 mg·L-1,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用,要使完全转化为沉淀,加入试剂①的量应;
(2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是;
(3)试剂②可以选用;
(4)无水MgCl2在熔融状态下通电会产生Mg和Cl2,写出该反应的化学方程式;
(5)假设海水中镁元素全部存在于MgSO4中,则海水中MgSO4的含量为mg·L-1,若某工厂每天生产1.00 t镁,则每天需要海水的体积为L。
探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱,根据要求完成下列各小题
(1)实验装置:
填写所示仪器名称AB
(2)实验步骤: 连接仪器、、加药品后,打开a、然后滴入浓硫酸,加热。
(3)问题探究:(已知酸性强弱:亚硫酸 >碳酸)
①铜与浓硫酸反应的化学方程式是。装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用是;
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是;
③试管D中发生反应的离子方程式是。
④若将铜片改为木炭,其它药品不变,也可以对该实验目的进行探究,请写出在该实验中木炭与浓硫酸反应的化学方程式。
(10分)Ⅰ.实验室制得气体中常含有杂质,影响其性质检验。下图A为除杂装置,B为性质检验装置,完成下列表格:
序号 |
气体 |
反应原理 |
A中试剂 |
① |
乙烯 |
溴乙烷和NaOH的醇溶液加热 |
|
② |
乙烯 |
无水乙醇在浓硫酸的作用下加热至170℃反应的化学方程式是。 |
NaOH溶液 |
③ |
乙炔 |
电石与饱和食盐水反应 |
Ⅱ.为探究乙酸乙酯的水解情况,某同学取大小相同的3支试管,分别加入以下溶液,充分振荡,放在同一水浴加热相同时间,观察到如下现象。
试管编号 |
① |
② |
③ |
实验操作 |
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实验现象 |
酯层变薄 |
酯层消失 |
酯层基本不变 |
(1)试管①中反应的化学方程式是;
(2)对比试管①和试管③的实验现象,稀H2SO4的作用是;
(3)试用化学平衡移动原理解释试管②中酯层消失的原因。
化学上常用燃烧法测定有机物的分子式,这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。下图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。
实验探究小组称取一定质量的样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),进行实验,通过测定产生的CO2和水的质量确定有机物的组成,请回答下列问题:
(1)C中浓硫酸的作用是除去氧气中的水蒸气,实验装置的连接顺序应是:___________(每种装置只用一次);
(2)实验数据记录和处理
物理量 实验 序号 |
燃烧有机物的质量 |
① |
② |
||
实验前 质量 |
实验后 质量 |
实验前 质量 |
实验后 质量 |
||
1 |
m1 |
m2 |
m3 |
m4 |
m5 |
上表中①、②分别指哪个装置?____________ 、 _____________。
(3)若实验准确称取4.4 g样品,经燃烧后测得产生CO28.8 g,水蒸气3.6g。要确定该有机物的分子式,还必须知道的数据是________;
(4)相同条件下,若该有机物蒸气对氢气的相对分子质量为22,且它的核磁共振氢谱上有两个峰,其强度比为3:1,试通过计算确定该有机物的结构简式,与该有机物相对分子质量相同的烃的一氯代物有种。