(16分)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。
请回答下列问题:
(1)上述流程中多次涉及到过滤操作,实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、 、 ;其中玻璃棒的作用是 。
(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,其原理是 。
(3)已知Ksp(CuS)=8.4×10-45,Ksp(NiS)=1.4×10-24;在除铜镍的过程中,当Ni2+恰好完全沉淀(此时溶液中c(Ni2+)=1.0×10-5mol/L),溶液中Cu2+的浓度是 mol/L。
(4)工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4,其中隋性电极作阳极,铁作阴极,请写出阳极的电极反应式 。
(5)下列各组试剂中,能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是__________。(填编号)
a.NaOH溶液、酚酞试液 b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c.碘水、淀粉溶液 d.氨水、酚酞试液
(6)除杂后得到的MnSO4溶液可以通过 (填操作名称)制得硫酸锰晶体(MnSO4•H2O,相对分子质量为169)。已知废气中SO2浓度为8.4g/m3,软锰矿浆对SO2的吸收率可达90%,则处理1000m3燃煤尾气,可得到硫酸锰晶体质量为 kg(结果保留3位有效数字)。
如图在甲处的试管中先加入2mL 95%的乙醇, 并在摇动下缓缓加入5mL浓硫酸,分摇匀,冷却后再加入2g无水乙酸钠,用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上,在乙处的试管中加入5mL饱和碳酸钠溶液,按图连接好装置,用酒精灯对甲处的试管缓慢加热,当观察到乙处的试管中有明显现象时停止实验。请回答:
(1)甲处的试管内发生最主要反应的化学方程式为:。
(2)题干中的“明显现象”指的是:。
(3)在本实验中,加入浓硫酸的作用是 :。
(4)该实验中长导管的作用是:。
(5)饱和Na2CO3溶液的作用是:_____________________________________________。
(6)有人提议,最好把乙装置换成丙装置(小试管内仍为饱和Na2CO3溶液),原因有二: 一是可有效防止未被冷却的蒸气漂散到空气中,二是。
将检验下列溶液所用试剂的序号填入相应的括号中。
①检验葡萄糖溶液();②检验淀粉溶液();③检验蛋白质溶液()。
A KI溶液 B碘水 C浓硝酸 D.稀硫酸 E.新制的Cu(OH) 2悬浊液
①CH3—CH2—CH2—CH2—CH3 和
② ③CH3—CH3和CH3—CH2—CH3
④CH3—CH2—CH2—CH3和
⑤O2和O3⑥12C和14C
(1)组互为同位素;(2)组是同一物质;
(3)组两物质互称为同系物;(4)组两物质互为同分异构体。
(每空1分,共8分)
利用生活中或实验室中常用的物品,根据氧化还原反应知识和电学知识,自己动手设计一个原电池。请填写下列空白:
(1)实验原理:Fe+2H+Fe2++H2↑。
(2)实验用品:电极( 、 )、稀硫酸、 (填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流计)。
(3)实验装置:
(4)原电池设计及注意的问题。
①按如图所示连接好实验仪器,注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出,如果没有,可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意:接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的),这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是:在原电池中,由化学能转化为 。
②如果将装置中的耳机改为电流计,则铁钉应该接电流计的 极,电极反应是 ;另一极应该接电流计的 极,电极发生了 反应(“氧化”或“还原”)。
(第1小题1分,其余每空2分,共11 分)
短周期元素A、B、C、D中,0.5 mol A元素的离子得到6.02×1023个电子被还原为中性原子,0.4 g A的氧化物恰好与100 mL 0.2 mol/L的盐酸完全反应,A原子核内质子数目与中子数目相等,B元素是第二周期中原子半径最小的元素,C2-比A元素的离子多1个电子层,D元素的原子核外L层比K层多2个电子。
(1)B元素的名称是。
(2)画出D和C2-的结构示意图。______________________。
(3)将B元素形成的单质通入水中反应的化学方程式为_________________________, B、C、D三种元素形成的氢化物中稳定性最强的是_______(填写化学式,下同),最高价氧化物的水化物酸性最强的是_______。