某研究性学习小组将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。
甲同学认为两者反应只生成CuCO3一种沉淀;
乙同学认为这两者相互促进水解反应,生成一种Cu(OH)2沉淀;
丙同学认为生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀。
(查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水)
Ⅰ.按照乙同学的理解Na2CO3溶液和CuSO4溶液反应的离子反应方程式为: _ ;
在探究沉淀物成分前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为 ①过滤②洗涤③干燥。
Ⅱ.请用下图所示装置,选择必要的试剂,定性探究生成物的成分。
(1)各装置连接顺序为
。
(2)装置C中装有的试剂名称是 。
(3)按你的装置连接顺序,甲的猜想是正确的,则可通过________________________现象来说明甲的猜想是正确的。
Ⅲ.若CuCO3和Cu(OH)2两者都有,丙同学通过装置Ⅰ进行定量分析来测定其组成。
(1)实验有关操作为:①往锥形瓶中放入适量的样品:②从分液漏斗往锥形瓶中加入过量的稀硫酸;③检验装置的气密性;④测定收集到水的体积。
正确的操作顺序为____________________。
(2)广口瓶中水的上面覆盖了一层植物油,若瓶中的液体没有装满(上方留有少量空间),实验测得CO2的体积将___________(填偏大、偏小或不变)。
(3)若实验中测得样品的质量为wg,气体的体积为aL(标况下),则样品中CuCO3的质量分数为___________(CuCO3的式量为124)。
(4)丁同学认为,丙同学的实验方法,可能因气体体积测量不准,导致误差较大。建议改用图中的Ⅱ、III装置进行实验。只需进行简单而又必要的数据测定,可比较准确地确定样品中CuCO3的质量分数,较合理的装置_______(填代号)。但是丁同学的装置仍然有缺陷,所测结果将偏高或偏低__________。理由是___________________________
(16分)用芒硝(Na2SO4·10H2O)制备纯碱、铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]的生产工艺流程图如下所示:
(1)溶液C中的溶质主要是 。
(2)铵明矾的溶液呈 性,铵明矾可用于净水,用离子方程式说明原理 。
(3)过程Ⅰ反应温度不能超过40℃,主要原因是 。
(4)运用化学平衡原理解释Na2SO4溶液稍过量的原因 。
(5)滤液E中溶质离子为 。
(6)写出工艺流程中焙烧的反应方程式 。
实验室可以用MgCl2•6H2O为原料制备碳酸镁晶须,主要流程如下:
试回答:
(1)操作1的名称是 。
(2)上述反应过程要控制好温度,因为MgCO3置于水中长时间加热煮沸可完全生成 Mg(OH)2,其原因是 。
(3)另査阅文献,在加热煮沸时也可能生成碱式碳酸镁Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O,写出该反应的化学方程式 。
(4)某课题组为了确定MgCO3在水中长时间加热煮沸后所得的固体成分,进行如下 研究。(注:Mg(OH)2,Mg5(OH)2(CO3)4.4H2O在煮沸时均不会分解)
①定性研究:请你完成下表中内容。
实验步骤 |
预期的实验现象和结论 |
取一定质量的固体样品 |
若 则固体产物为Mg(OH)2 |
②另取一定质量的固体,灼烧至恒重,能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分?_______(填“能”或“否”),理由是
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,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产率的影响如下图,由图看出硝酸的最佳浓度应选择 mol/L左右。
某实验小组同学用如下实验装置探究铜与浓硫酸的反应。
实验步骤:
①先连接好装置,检查气密性,再加入试剂;
②加热A试管,B中品红溶液褪色,熄灭酒精灯;
③将铜丝向上抽动离开液面。
(1)A试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象是 。
(3)在盛有BaCl2溶液的C试管中,除了导管口有气泡外,无其他明显现象,若将其分成两份,分别滴加下列溶液,将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。
滴加的溶液 |
氯水 |
氨水 |
沉淀的化学式 |
写出其中SO2显示还原性的反应的离子方程式 。
(4)实验完毕后,先熄灭酒精灯,由于导管E的存在,B中的液体不会倒吸入A中,其原因是__________。
(5)实验完毕后,装置中残留气体有毒,不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境,拆除装置前,应当采取的操作是 。
某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示。
已知:298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
Fe2+ |
6.34 |
9.7 |
Fe3+ |
1.48 |
3.2 |
Zn2+ |
6.2 |
8.0 |
请回答下列问题:
(1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,这是由于相同温度下:Ksp(CuS) Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。
(2)你认为在除铁过程中选用下列物质中的 (填序号)作为试剂甲是比较合适的。
A.KMnO4 B.HNO3 C.H2O2 D.Cl2
(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在 范围之间。
(4)请写出加甲物质后,加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe(OH)3反应的离子方程式 。
(5)298K时,残留在乙溶液中的c(Fe3+)在 __ mol/L以下。Fe(OH)3的KSP= 2.70×10-39
(6)乙的溶液可直接用作氮肥,则乙的化学式是 。
(7)请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式 。