学习了金属的有关知识后,同学们知道了如何鉴别黄金和黄铜(铜锌合金,俗名“愚人金”)。某化学兴趣小组的同学为了进一步测定某黄铜的组成,称取了黄铜样品50g放入锥形瓶中,向其中分5次共加入250g稀硫酸,测得数据记录如下表。
次数 质量 |
第1次 |
第2次 |
第3次 |
第4次 |
第5次 |
累计加入稀硫酸的质量/g |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
累计产生气体的质量/g |
0.2 |
x |
0.6 |
0.7 |
0.7 |
回答下列问题:
(1)x= ,该样品中铜的质量为 g。
(2)请在如图中画出样品中加入250g稀硫酸,产生气体的质量与稀硫酸的质量变化关系示意图。
(3)黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应时,所得溶液的溶质的质量分数是多少?(精确到0.01)
碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]和过氧化镁(MgO2)都是重要化工原料。
Ⅰ.以Mg2(OH)2CO3为原料,制备产品MgO2的步骤如下:
(1)煅烧:煅烧Mg2(OH)2CO3得到三种氧化物,其中一种常温下是气体,且能使澄清石灰水变浑浊,煅烧时反应的化学方程式为 。
(2)转化:向所得固体中加双氧水充分搅拌,发生反应MgO+H2O2=MgO2+H2O,温度升高,说明该反应 热量(填“放出”或“吸收”)。其他条件相同,煅烧温度、煅烧时间不同,所得MgO对MgO2产率(产率=×100%)的影响分别如图1所示,则最佳的煅烧温度为 ℃、煅烧时间为 小时。
(3)分离:得到产品。
(4)测定:假设产品中仅少量MgO,某小组设计图2装置,通过测定生成O2体积,计算MgO2的质量分数。
已知:a.MnO2与稀盐酸不反应 b.MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2
c.2MgO22MgO+O2↑ d.MgO+C
Mg+CO↑
①仪器M的名称是 ,MnO2的作用是 。
②相同条件下, 能使测定结果更准确。(填图2中“装置A”或“装置B”)
③实验室用溶质质量分数为37%、密度是1.18g•mL-1的浓盐酸配制10%的稀盐酸110g,需要水 mL.(水的密度是1g•mL﹣1,计算结果保留一位小数)
④经讨论,该小组又设计了下列3种方案,分别取5.0g产品进行实验,能确定MgO2质量分数的是 。(填序号)
a.加热,使MgO2完全分解,测出剩余固体的质量
b.与足量炭粉在高温下充分反应,测出生成Mg的质量
c.先加足量稀盐酸,再加足量NaOH溶液,充分反应,测出Mg(OH)2质量
Ⅱ.MgCl2是制备Mg2(OH)2CO3的原料,现用含碳酸镁84%的菱镁矿制备MgCl2,反应如下:MgCO3+Cl2+COMgCl2+2CO2(设杂质不参加反应)。生产19吨MgCl2需要这样的菱镁矿多少吨?(写出计算过程)
二氧化锰因在工业生产中应用广泛而备受关注,制备二氧化锰是一项有意义的工作,某研究性小组对此展开了系列研究。
Ⅰ.用高锰酸钾制备
资料一:(1)3K2MnO4+2H2SO4═2KMnO4+MnO2↓+2K2SO4+H2O
(2)K2MnO4易溶于水
实验室加热高锰酸钾制氧气,反应的化学方程式为 。其反应类型是 。将反应后的固体剩余物用稀硫酸浸取一段时间后过滤、洗涤、烘干即得MnO2,用稀硫酸而不用水浸取的原因是 。
Ⅱ.用硫酸锰制备:电解MnSO4溶液可制得活性MnO2,同时生成氢气和硫酸,该反应的化学方程式为 ,一段时间后溶液的pH将 (填“变大”、“变小”或“不变”)
Ⅲ.用废锂电池制备
资料二:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑
用废锂电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)制备纳米MnO2,并进行锂资源回收,流程如下:
请回答下列问题:
(1)“滤液”中溶质的主要成分是 (填化学式)。
(2)在实验室进行“过滤”操作时,需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。
(3)MnO2与碳粉经下列三步反应制得纳米MnO2:
①2MnO2+C 2MnO+CO2↑
②MnO+H2SO4═MnSO4+H2O
③3MnSO4+2KMnO4+2H2O═5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4
上述涉及元素化合价变化的反应有 (填序号)。
IV.用碳酸锰制备
控制一定的温度,焙烧MnCO3制取MnO2的装置如下:
(1)实验中观察到澄清石灰水变浑浊,写出石英管中发生反应的化学方程式 。
(2)MnCO3在空气中加热易转化为锰的不同氧化物,其残留固体质量随温度的变化如图所示。图中B点对应固体成分的化学式为 (请写出计算过程)
硅酸钠(Na2SiO3)是我国优先发展的精细化学品,用某种石英砂矿石(主要成分是SiO2,还含有少量的CuO、Na2SO4、Na2CO3)制备硅酸钠(Na2SiO3)的流程如下:
资料:SiO2既不溶于水,也不与盐酸反应。
请回答下列问题:
(1)“研磨”的目的是 。
(2)检验“洗涤a”已洗净的方法是 。
(3)“酸浸”的化学方程式为 。
(4)“碱浸”的化学方程式为 。
(5)“操作a”包含蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。
实验室常会产生含硫酸的废水,需经处理至中性。某兴趣小组同学配制一定质量分数的氢氧化钾溶液来处理酸性废水。
(l)定性检测废水
检测废水呈酸性的方法是 。
(2)配制200g质量分数为5.6%的氢氧化钾溶液
①计算
m (KOH)= g,V(H 2O)= mL(水的密度近似为1.0g•mL ﹣ 1)。
②称取氢氧化钾
调节托盘天平平衡后,将一只烧杯放在托盘天平的左盘,称量其质量。然后 (按操作先后顺序,填字母),直至天平平衡。
A.向烧杯中加氢氧化钾固体 B.按需要添加砝码、移动游码 C.量取水 D.溶解 E.转移。
(3)定量测定废水
取酸性废水样品100g,逐滴加入5.6%的氢氧化钾溶液,废水中硫酸的质量分数变化如图所示。(假设废水中其他成分不与氢氧化钾反应且不含硫酸钾)
①P点对应溶液中一定存在的阳离子有 (填离子符号)。
②酸性废水中硫酸的质量分数为 (用百分数表示,保留到0.1%)。
③计算当废水处理至中性时,溶液中硫酸钾的质量分数(写出计算过程,结果用百分数表示,保留到0.l%)。
某工厂产生的烧渣(主要含FeO、Fe 2O 3,还有一定量的SiO 2)可用于制备七水合硫酸亚铁晶体(FeSO 4•7H 2O),其工艺流程如下:
查阅资料:SiO 2不溶于水,也不与稀硫酸反应。
(1)"浸取"步骤中,FeO、Fe 2O 3和稀硫酸发生反应的化学方程式分别为
FeO+H 2SO 4=FeSO 4+H 2O、 。
(2)为提高"浸取"步骤的反应速率,可采取的具体措施有 (写2条,不考虑"搅拌"和"使用催化剂")。
(3)"还原"步骤的目的是将Fe 3+转化为Fe 2+,试剂X可用SO 2或Fe。
①若试剂X是SO 2,转化原理为SO 2+Fe 2(SO 4) 3+2Y═2FeSO 4+2H 2SO 4,则Y的化学式是 。
②若试剂X是Fe,转化原理为Fe+Fe 2(SO 4) 3=3FeSO 4.测得"还原"后溶液的pH明显增大,其原因是 。