(15分)废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2,还有少量的FeCl2和炭粉,用A制备高纯MnCO3的流程图如下。
(1)碱性锌锰干电池的负极材料是 (填化学式)。
(2) 第I步操作得滤渣的成分是 ;第Ⅱ步操作的目的是 。
(3)步骤Ⅲ中制得MnSO4,该反应的化学方程式为 。
(4)第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂,除去Zn2+的离子方程式为 。
(已知:Ksp(MnS)=2.510-13,Ksp(ZnS)=1.6
10-24)
(5)已知:MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,l00oC时开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH为7.7。
第V步系列操作可按以下步骤进行:
操作l:加入试剂X,控制pH<7.7; 操作2:过滤,用少量水洗涤2~3次;
操作3:检测滤液; 操作4:用少量无水乙醇洗涤2~3次;
操作5:低温烘干。
①试剂X是 ;
②操作3中,说明SO42-已除干净的方法是 。
应用下列装置,在硬质破璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热,并通过水蒸气,就可以完成“高温下Fe与水蒸气的反应实验”。
请完成该实验中的问题:
(1)写出该反应的化学方程式:_____________;该氧化还原反应的氧化剂是________。
(2)实验前必须对整套装置进行的操作是________。
(3)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是____________________;
烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是________。
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是________。
(5)干燥管中盛装的物质是________。
某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中除生成NO2气体外,还会有少量NO生成、并测定Cu、Ag合金中Cu的质量分数。查阅相关资料表明:“常温下,NO2与N2O4混合存在,在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在。”为此,他们设计了如下图所示的装置。
请回答下列问题
(1)写出A中Cu与HNO3反应可能的化学方程式。
(2)实验开始前先打开A部分的活塞K1,持续通入一段时间的氮气再关闭K1,其目的是;装置中B瓶的作用是。
(3)停止反应后,打开D中的活塞K2并通入O2,若有NO生成,则D中出现的现象是。
(4)为减小实验误差,在A中反应完成和D中出现现象后,还应继续进行的操作是。
(5)实验测得如下数据:实验前,Cu、Ag合金的质量:15.0g,浓HNO3:40mL 13.5 mol·L1;实验后A溶液:V=40mL c(H+)=1.0 mol·L1。假设反应中HNO3既无挥发也无分解,则:参加反应的HNO3的物质的量
为mol。
(6)若已知Cu、Ag合金的质量为m g,且溶解完全。请利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作,以确定合金中Cu的质量分数,其实验过程为。
在下图所示的装置A中,用KMnO4固体和浓盐酸混合制取Cl2,反应的离子方程式为:2MnO4—+10Cl—+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;装置B中的四处棉花依次做了如下处理:①蘸有淀粉—KI溶液 ②蘸有品红溶液③蘸有紫色石蕊溶液④蘸有浓NaOH溶液。(图中夹持装置已略去)。
回答下列问题:
(1)p中盛装试剂的名称为。
(2)反应开始后,观察到的实验现象是:
①处:;②处:;
③处:。
(3)写出④处反应的离子方式:。
甲同学进行Fe2+还原性的实验,针对异常现象进行探究。
步骤一:制取FeCl2溶液。向0.1 mol•L-1 FeCl3溶液中加足量铁粉振荡,静置后取上层清液,测得pH<1。
步骤二:向2 mL FeCl2溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1 KSCN溶液,无现象;再滴加5滴5% H2O2溶液(物质的量浓度约为1.5 mol•L-1、pH约为5),观察到溶液变红,大约10秒左右红色褪去,有气体生成(经检验为O2)。
(1)用离子方程式表示“步骤二”中溶液变红的原因:、。
(2)甲同学探究“步骤二”中溶液褪色的原因:
实验I.取褪色后溶液两份,一份滴加FeCl3溶液无现象;另一份滴加KSCN溶液出现红色;
实验II.取褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。
实验III.向2 mL 0.1 mol•L-1 FeCl3溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1 KSCN溶液,变红,通入O2,无明显变化。
①实验I的说明;
②实验III的目的是。
得出结论:溶液褪色的原因是酸性条件下H2O2将SCN-氧化成SO42-。
(3)甲直接用FeCl2·4H2O配制①mol•L-1 的FeCl2溶液,重复“步骤二”中的操作,发现液体红色并未褪去。进一步探究其原因:
I.用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl3溶液,前者有丁达尔效应,后者无。测所配FeCl2溶液的pH,约为3。由此,乙认为红色不褪去的原因可能是②。
II.查阅资料后推测,红色不褪去的原因还可能是pH较大时H2O2不能氧化SCN-。乙利用上述部分试剂,通过实验排除了这一可能。乙的实验操作及现象是:
步骤 |
试剂及操作 |
现象 |
i |
③ |
生成白色沉淀 |
ii |
向i所得溶液中滴加0.1 mol•L-1 FeCl3溶液 |
④ |
硫酸铁铵[aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。某化工厂以硫酸亚铁(含少量硝酸钙)和硫酸铵为原料,设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵。
请回答下列问题:
(1)下列物质中最适合的氧化剂B是;
a.NaClOb.H2O2c.KMnO4d.K2Cr2O7
反应的离子方程式。
(2)上述流程中,用足量最适合的氧化剂B氧化之后和加热蒸发之前,需取少量检验Fe2+是否已全部被氧化,能否用酸性的KMnO4溶液?并说明理由。(可用文字或方程式说明)
(3)检验硫酸铁铵中NH4+的方法是。
(4)称取14.00 g所得样品,将其溶于水配制成100 mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14 g沉淀;向另一份溶液中加入含0.05 mol Ba (NO3)2的溶液,恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为______________________。