题目内容
【题目】废旧锌锰电池中的黑锰粉主要成分是MnO2和NH4Cl,以及少量ZnCl2、炭黑和氧化铁等。下图是以黑锰粉为原料制备MnCl2,实现锰的再利用的工作流程:
(1)过程1,在空气中加热黑锰粉的主要目的是除炭,除炭的化学方程式是_____________ 。
(2)溶液a的主要成分为NH4Cl,另外还含有少量ZnCl2等。根据如图所示的溶解度曲线,将溶液a加热蒸发浓缩、________、过滤可得NH4Cl粗品。
(3)过程Ⅱ的目的是:①将MnO2转化为 MnSO4溶液;②将Fe2O3转化为Fe(OH)3沉淀。①和②的转化中化合价有变化的是______(填①或②)。
(4)过程Ⅲ发生复分解反应,该反应的化学方程式是_____。
【答案】 降温结晶 ① MnSO4+CaCl2==MnCl2+CaSO4↓
【解析】
(1)碳和空气中的氧气点燃,生成二氧化碳。反应的化学方程式为,故填:;
(2)NH4Cl的溶解度受温度影响较大,根据如图所示的溶解度曲线,将溶液a加热蒸发浓缩、降温结晶、过滤可得NH4Cl粗品,故填:降温结晶;
(3)MnO2中锰元素的化合价为+4价,MnSO4中锰元素的化合价为+2价,Fe2O3和Fe(OH)3中铁元素的化合价均为+3价,故填:①;
(4)过程Ⅲ发生复分解反应,硫酸锰和氯化钙反应生成硫酸钙和氯化锰,反应的化学方程式为:MnSO4+CaCl2==MnCl2+CaSO4↓,故填:MnSO4+CaCl2==MnCl2+CaSO4↓。
【题目】因二氧化碳能溶于水,并能与水反应生成碳酸,所以二氧化碳一般不用排水法收集。二氧化碳气体究竟能否用排水法收集呢?某化学兴趣小组利用下图所示的两套装置进行了深入地探究。
请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式:______。
(定性实验)实验后,装置Ⅱ水槽中的液体应呈酸性,向此液体中滴加紫色石蕊试液溶液颜色会变为______。但是取几次实验后的液体样品,滴加紫色石蕊试液,均无明显变色现象。对此你认为可能的原因是______。
(定量实验)采用数字化实验测定排水法和向上排空气法收集的二氧化碳纯净度的差异。因实验设备有限,本实验通过氧气传感器测出收集气体中残留的氧气来自于空气),推算出空气的含量,再求出的含量。请填写下列表格中相应的空白(精确到1%即可):
测得氧气含量 | 推算出含量 | 结论 | |
排空气法 | 6.6% | 69% | 排水法收集到的二氧化碳更纯净 |
排水法 | 4.2% | ______ |
通过实验可知,若对纯度要求较高,应该使用排水法收集二氧化碳。
(实验反思)利用装置Ⅰ和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气,原因是______。
(交流讨论)证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高,还有什么方法?______。
(拓展应用)利用传感器对二氧化碳性质再探究。
步骤1:如图1所示装置的气密性良好,三瓶的烧瓶内收集满气体,三个注射器内各装有等体积的液体(分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)。连接好装置和压强传感器。
步骤2:三位同学同时迅速将注射器内等体积的液体(水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)注入各自烧瓶中,关闭活塞。
步骤3:一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图2所示。
(查阅资料)氢氧化钙微溶于水,氢氧化钠易溶于水,均可与二氧化碳发生反应。
(1)导致曲线AB段气压增大的主要原因是:______。
(2)图中曲线1中______段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的。
(3)利用现有的装置,在不使用其他试剂的情况下,请你写出除振荡烧瓶外继续降低E点的操作方法:______。
(4)曲线2与曲线3差异较大的原因是______。