题目内容

（14分）锰锌软磁铁氧体具有高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等性能，已广泛应用于电子工业。碳酸锰主要用于制备锰锌软磁铁氧体，而制碳酸锰的原料之一是二氧化锰。某化学研究性学习小组拟从废旧干电池中回收二氧化锰制取碳酸锰。
①将干电池剖切、分选得到黑色混合物（主要成分为MnO2）洗涤、过滤、烘干。
②将上述固体按固液体积比2:9加入浓盐酸、加热，反应完全后过滤、浓缩。
③向上述溶液中加入Na2CO3溶液，边加边搅拌，再过滤即可得到碳酸锰。
(l)在第②步中，将上述固体与浓盐酸混合的目的是　　　　　　　　　　　　　　
（2）有人认为，将第③步中的Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液，也能达到上述目的，但同时有气体生成。请写出加入NH4HCO3溶液时发生的离子反应方程式　　　　　　　　。
（3）查阅文献，发现第③步中，除生成MnCO3外还有可能生成Mn(OH)2，已知Mn(OH)2暴露在空气中时间稍长，易被氧化成褐色的MnO(OH)2, MnCO3和MnO(OH)2受热最终均分解成MnO2，该小组对上述沉淀的成分提出以下假设，请帮助完成假设：
假设一：全部为MnCO3；　假设二：全部为Mn(OH)2； 假设三：　　　　　　　
为验证假设二是否正确，该小组进行了以下研究：
①定性研究：请你完成下表中的内容．

实验步骤（不要求写出具体步骤）
预期的实验现象和结论
将所得沉淀过滤、洗涤，　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
  ②定量研究：将所得沉淀过滤、洗涤，置于空气中充分氧化后，小心干燥，取22.0g样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如图．根据图中的数据判断假设三成立，理由是　　　

（1）将MnO2还原成Mn2+（2）Mn2++2HCO3- = MnCO3↓+ CO2↑+H2O（3）既有MnCO3又有Mn(OH)2
①

实验步骤（不要求写出具体步骤）
预期的实验现象和结论
 
将沉淀充分暴露于空气中，观察颜色
颜色变成褐色，说明含有Mn(OH)2。
 
取少量沉淀于试管中，加入足量的盐酸，观察现象
没有气泡生成，说明不含MnCO3。
②300℃以后，质量增加量为MnO氧化为MnO2 ,计算可得MnCO3质量为11.5（或MnO(OH)2的质量为10.5g）,所以既有MnCO3又有Mn(OH)2。

解析

练习册系列答案
相关题目

海水中含有极为丰富的自然资源。很多常见的金属元素和非金属元素主要以简单离子的形式存在于海水中，海水呈弱碱性。回答下列问题：
海水提溴过程一般分三步，①向浓缩的海水中通入Cl2，将其中的Br-氧化，2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，再用热空气吹出溴；②然后用饱和碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为NaBr、NaBrO3，③最后用硫酸酸化5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br2+3H2O
（1）写出第②步反应的离子方程式                                                ；
（2）海水浓缩后还要进一步处理才能通入Cl2，处理的方法是        ，目的是          ，步骤③用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是                      ；
（3）为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中       ；
a．通入HBr   b．加入Na2CO3溶液    c．加入NaBr溶液  d．加入Na2SO3溶液
（4）海水制溴的原理体现了化学工业中“富集”“放大”思想。以海水为原料制备金属镁分三步，试写出其反应原理（用化学方程式表示）
                       ，                     ，                             。

（18分）Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水。在中性或碱性环境中稳定。
I．制备Na2S2O3?5H2O
反应原理：Na2SO3（aq）+S（s）Na2S2O3(aq)
实验步骤：
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80ml蒸馏水。另取5g研细的硫粉，用3ml    乙醇润湿，加入上述溶液中。
②安装实验装置（如图所示，部分加持装置略去），水浴加热，微沸60分钟。

③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3?5H2O，经过滤，洗涤，干燥，得到产品。
回答问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是                                               。
（2）仪器a的名称是           ，其作用是                                         。
（3）产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是                              ，检验是否存在该杂质的方法是                                                       。
（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子方程式表示其原因：                
                                                                                     。
II.测定产品纯度
准确称取Wg产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.1000 mol?L?1碘的标准溶液滴定。
反应原理为：2S2O32?+I2=S4O62-+2I?
（5）滴定至终点时，溶液颜色的变化：                                   。
（6）滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为        mL。产品的纯度为（设Na2S2O3?5H2O相对分子质量为M）           。

III.Na2S2O3的应用
（7）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42?，常用作脱氧剂，该反应的离子方程式为                                                             。

（12分）高纯硝酸锶[化学式：Sr(NO3)2]用于制造信号灯、光学玻璃等。
⑴工业级硝酸锶中常含有硝酸钙、硝酸钡等杂质，其中硝酸钙可溶于浓硝酸，而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸。请结合相关信息，补充完整提纯硝酸锶的下列实验步骤：
①取含杂质的硝酸锶样品，     ，搅拌。
②     。
③将滤渣溶于水中，加略过量铬酸使Ba2+沉淀，静置后加入肼（N2H4）将过量铬酸还原，调节pH=7～8，过滤。
④将滤液用硝酸调节pH=2～3，     ，过滤，洗涤。
⑤将得到的Sr(NO3)2·2H2O晶体在100 ℃条件下干燥，得到高纯硝酸锶。
⑵Sr(NO3)2受热易分解，生成Sr(NO2)2和O2；在500 ℃时Sr(NO2)2进一步分解生成SrO及氮氧化物。取一定质量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2样品，加热至完全分解，得到5.20 g SrO固体和5.08 g混合气体。计算该样品中Sr(NO3)2的质量分数（写出计算过程）。

氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案。
已知：AlN+NaOH+H2O＝NaAlO2＋NH3↑
【方案1】
取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度（夹持装置已略去）。

（1）上图C装置中球形干燥管的作用是_____________。
（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先____________,再加入实验药品。接下来的实验操作是______________,打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是______________。
（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见___________。
【方案2】
用右图装置测定m g样品中A1N的纯度（部分夹持装置已略去）。

（4）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是_____________。
a．CCl4       b．H2O     c．NH4Cl溶液    d．
（5）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为V mL（已转换为标准状况），则AIN的质量分数             。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度：

（6）步骤②生成沉淀的离子方程式为___________________。
（7）若在步骤③中未洗涤，测定结果将______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
（1）实验室利用反应TiO2（s）+2CCl4（g）＝TiCl4（g）+CO2（g），在无水无氧条件下，制取TiCl4实验装置示意图如下：

有关性质如下表

物质
熔点/℃
沸点/℃
其他
CCl4
-23
76
与TiCl4互溶
TiCl4
-25
136
遇潮湿空气产生白雾
仪器A的名称是      ，装置E中的试剂是        。反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、       、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为    （填序号）。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是      。
（2）工业上由钛铁矿（FeTiO3）（含Fe2O3、SiO2等杂质）制备TiO2的有关反应包括：
酸溶FeTiO3（s）+2H2SO4（aq）＝FeSO4（aq）+ TiOSO4（aq）+ 2H2O（l）
水解TiOSO4（aq）+ 2H2O（l）H2TiO3（s）+H2SO4（aq）
简要工艺流程如下：

①试剂A为        。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品收率降低，原因是              。
②取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是    。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是    （填化学式）。

生铁中含碳和硫等元素。化学兴趣小组对某生铁样品进行了探究。根据要求回答下列问题。
Ⅰ.生铁中碳和硫元素的定性检验
按如图装置进行实验(夹持仪器已略去,填接口字母代号)可以实现碳和硫元素的检验。

(1)仪器X的名称是　　　;装置③⑤中试剂相同,装置④中盛放的试剂是　　　。(2)写出甲中反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　。(3)如果撤除装置③④⑤,能否确认生铁样品中碳元素的存在?　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。Ⅱ.生铁中碳、硫质量分数的测定
(4)甲同学认为,以上装置可以粗略测定样品中碳的含量。称取样品w1 g进行实验,充分反应后,测得装置⑥中生成的沉淀为w2 g,该样品中碳的质量分数为　　　(用含w1、w2的式子表示)。(5)乙同学认为,待一定量样品充分反应后,向装置④中加入过量氯化钡溶液,根据沉淀质量可以计算样品中硫的质量分数,此方案测得的结果　　　(填“偏大”或“偏小”);若要提高硫元素含量的测定精度,在不改变实验原理的前提下,可以采取的一种措施是　　　　　　　　　　　　　。

实验室制取乙酸丁酯的实验装置有如下图所示两种装置供选用。其有关物质的物理性质如下表：

 
乙酸
1-丁醇
乙酸丁酯
熔点(℃)
16.6
－89.5
－73.5
沸点(℃)
117.9
117
126.3
密度(g/cm3)
1.05
0.81
0.88
水溶性
互溶
可溶(9g/100g水)
微溶
 
（1）制取乙酸丁酯的装置应选用      (填“甲”或“乙”)。不选另一种装置的理由是                                          。
（2）该实验生成物中除了主产物乙酸丁酯外，还可能生成的有机副产物有（写出结构简式）：                            、                      。
（3）酯化反应是一个可逆反应，为提高1-丁醇的利用率，可采取的措施是          。
（4）从制备乙酸丁酯所得的混合物中分离、提纯乙酸丁酯时，需要经过多步操作，下列图示的操作中，肯定需要的化学操作是               （选填答案编号）。

（5）有机物的分离操作中，经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须                 ；某同学在进行分液操作时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还可能                      。

环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：

环己醇和环己酮的部分物理性质见下表：

物质
 		相对分子质量
 		沸点(℃)
 		密度(g·cm—3、20 ℃)
 		溶解性
 		 
 
环己醇
 		100
 		161.1
 		0.9624
 		能溶于水和醚
 
环己酮
 		98
 		155.6
 		0.9478
 		微溶于水，能溶于醚
 		 
 
 
现以20mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。其主要步骤有(未排序)：
A．蒸馏、除去乙醚后，收集151℃~156℃馏分
B．水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层
C．过滤
D．往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液
E．加入无水MgSO4固体，除去有机物中少量水
回答下列问题：
（1）上述分提纯步骤的正确顺序是            。
（2）b中水层用乙醚萃取的目的是                。
（3）从下关于萃取分液操作的叙述中，不正确的是               。
A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗，塞上玻璃塞，如图用力振荡

B．振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C．经几次振荡并放气后，手持分漏斗静置液体分层
D．分液时，需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，再打开旋塞待下层液体全部流尽时，再从上口倒出上层液体
（4）在上述操作D中，加入NaCl固体的作用是 。蒸馏除乙醚的操作中采用的加热方式为          。
（5）蒸馏操作时，一段时间后发现未通冷凝水，应采取的正确方法是                         。
（6）恢复至室温时，分离得到纯产品体积为12mL，则环己酮的产率约是            。

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