硫酸锰在工业上广泛用于制电解猛、合成脂肪酸催化剂等。某科研小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,同时含少量铁、铝等的化合物)制备硫酸锰晶体,其工艺流程如下:
部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mn(OH)2 |
pH |
5.2 |
3.2 |
9.7 |
10.4 |
已知溶液的pH大于9时氢氧化铝又开始溶解。
请回答下列问题:
(1)焙烧时一般需要把矿石粉碎,矿石粉碎的目的是_______________;高温焙烧时在实验室宜选择的主要仪器是______________。
(2)酸浸、过滤后再向滤液中加入MnO2的目的是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,该反应的离子方程式为 。
(3)在氧化的同时需要调节溶液的pH值,应调节pH的范围为 。滤渣A的成分除MnO2外,还有_______________。
(4)滤液得到产品的实验操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。检验产品已洗涤干净的实验操作为______________________________。
(5)工业生产中为了确定需要向滤液中加入多少MnO2粉末,可准确量取10.00mL滤液用0.02mol/L酸性KMnO4溶液滴定,判断滴定终点的方法是 ;若达滴定终点共消耗10.00mL酸性KMnO4溶液,则滤液中Fe2+浓度是______________。
(6)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式为:
__________________________________。
某学生为探究钠与CO2的反应,利用如下装置进行实验。(已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd)。可供选择的药品有:CaCO3(块状)、Na2CO3(粉末)、盐酸、稀硫酸、钠。
(1)请将上图各装置连接完整:②→ →→①→。(填装置序号)
(2)写出装置②中反应的离子方程式:。
(3)检查装置气密性并装好药品后,当观察到现象时再点燃酒精灯;装置④的作用是。
(4)已知CO在潮湿环境中可将PdCl2还原为黑色粉末状的钯(Pd),写出该反应的化学方程式。
(5)实验过程中CO2足量,装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中反应后固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。据此现象写出Na与CO2反应的化学方程式:。
现用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓H2SO4来配制500 mL 0.2 mol·L-1的稀H2SO4。可供选择的仪器有:①玻璃棒 ②烧瓶 ③烧杯 ④药匙⑤量筒 ⑥容量瓶 ⑦托盘天平 。请回答下列问题:
(1)上述仪器中,在配制稀H2SO4时还欠缺的仪器是。
(2)经计算,需浓H2SO4的体积为mL(精确到0.1)。
(3)配制过程有以下操作:
A.移液
B.量取
C.洗涤
D.定容
E.稀释
F.摇匀
其正确的操作顺序应是(填序号)。
(4)在配制过程中,其他操作都准确,下列操作中,能引起误差偏高的有(填代号)。
A、定容时,俯视标线
B、稀释后的H2SO4溶液未等冷却至室温就转移到容量瓶中
C、摇匀后,发现液面低于标线,又用胶头滴管加蒸馏水至标线
D、转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
(5)从上述容量瓶中移取25.00mL的稀硫酸溶液于100mL的容量瓶,加水稀释至刻度线。请问所得溶液中c(H+)=。
(8分)准确称取12 g铝土矿样品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)放入盛有100 mL某浓度硫酸溶液的烧杯中,充分反应后过滤,向滤液中加入10 mol·L-1的NaOH溶液,产生的沉淀质量m与加入的NaOH溶液的体积V的关系如图所示:
请填空回答:
(1)H2SO4溶液的物质的量浓度为_________________。
(2)若a=4.6,用于沉淀Fe3+消耗NaOH的体积是____________mL,铝土矿中各成分的质量分数:Al2O3为______________, SiO2为______________。
(17分)下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略)。
(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,则相关的化学反应方程式为:。装置B中饱和食盐水的作用是;同时装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象。
(2)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入。
a |
b |
c |
d |
|
Ⅰ |
干燥的有色布条 |
干燥的有色布条 |
湿润的有色布条 |
湿润的有色布条 |
Ⅱ |
碱石灰 |
硅胶 |
浓硫酸 |
无水氯化钙 |
Ⅲ |
湿润的有色布条 |
湿润的有色布条 |
干燥的有色布条 |
干燥的有色布条 |
(3)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入少量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为色,打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡。观察到的现象是。
(4)装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯,试写出相应的离子方程式:。
(5)如果将过量二氧化锰与20 mL 12 mol·L-1的浓盐酸混合加热,充分反应后生成的氯气0.06 mol。(填“大于”“小于”“等于”),若有17.4 g的MnO2被还原,则被氧化的HCl的质量为。
过氧化钠保存不当容易变质,生成Na2CO3。
(1)某过氧化钠样品已经部分变质,请你设计实验,限用一种溶液,证明过氧化钠已经变质
(2)检验样品中还有过氧化钠的方法是
(3)某课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的质量分数,他们称取ag样品,并设计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。
上图中的E和F构成量气装置,用来测定O2的体积。
①写出装置A和B中发生反应的离子方程式:
装置A:
装置B:
②NaOH的作用是
③他们在读出量筒内水的体积数后,折算成标准状况下氧气的体积为VmL,则样品中过氧化钠的质量分数为