题目内容

某实验小组对普通锌锰废干电池内的黑色固体进行探究,设计如下方案:

己知:I、普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。
II、氢氧化锌为白色粉末,不溶于水,溶于酸、强碱溶液和氨水。
请回答以下问题:
(1)②操作的名称是___________。
(2)某同学猜想溶液A的成分含有NH4Cl和ZnCl2,请你设计一个实验方案,验证其猜想正确,要求在答题卡上按下表格式写出实验操作、预期现象和结论。
限选试剂:蒸馏水、2moL·L-1 HCI 、2 moL·L-1 HNO3 、2 moL·L-1 NH3·H2O、6 moL·L-1 NaOH、0.1 moL·L-1 KSCN、0.1 moL·L-1 BaCl2、0.1 moL·L-1 AgNO3、紫色石蕊试液、红色石蕊试纸

实验操作
预期现象
结论
步骤1:各取少量溶液A分装a、b、c三支试管,往a试管,__
__________________________
有白色沉淀产生
说明溶液A含有Cl
步骤2:往b试管,__________
__________________________
______________________
_______________________
步骤3:往c试管,__________
__________________________
先产生_______________,
后____________________
说明溶液A含有Zn2+
 
(3)取少量固体c放入试管,滴加入双氧水,观察到有气体产生,写出该反应的化学方程式:_______________。
(4)为测定废干电池中二氧化锰的质量分数,进行下面实验:准确称取ag废千电池固体,溶于稀硫酸,加入碘化钾溶液,充分反应后,用bmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定,用淀粉作指示剂,滴定至终点,重复实验,平均消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积为vmL,则废电池中二氧化锰的质量分数的计算表达式为:________________________________。
(滴定有关反应:MnO2+2I+4H+=Mn2++I2+2H2O;I2+2S2O32=2I+S4O62

解析试题分析:(1)依题意,普通锌锰废干电池内的黑色固体加足量蒸馏水溶解时,得到固液不相溶的混合物,二氧化锰不溶于水,氯化铵、氯化锌是可溶性盐,则操作②为过滤,将①所得混合物分离为溶液A和固体B,A的主要成分是氯化铵、氯化锌,B的主要成分是二氧化锰;(2)检验溶液A的主要成分,就是设计实验方案检验是否存在氯离子、铵根离子和锌离子,氯离子常用稀硝酸和硝酸银溶液检验,铵根离子常用热氢氧化钠溶液和湿润的红色石蕊试纸检验,锌离子常用氢氧化钠或氨水检验;步骤1:各取少量溶液A分装a、b、c三支试管,往a试管,滴加适量0.1mol?L-1AgNO3和2moL?L-1 HNO3溶液,产生白色沉淀,说明溶液A含有Cl;步骤2:往b试管, 加入适量6moL?L-1NaOH、加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近,湿润的红色石蕊试纸变蓝色,说明溶液A含有NH4+;步骤3:步骤3:往c试管,逐滴加入2moL?L-1NH3·H2O 或 6moL?L-1NaOH至过量,先产生 白色沉淀,后白色沉淀溶解,说明溶液A含有Zn2+;(3)二氧化锰固体受热不能分解,则固体C的成分是二氧化锰,双氧水在二氧化锰催化下,分解反应速率增大,生成水和氧气;(4)依题意,由于n=c?V,则硫代硫酸钠的物质的量为bv×10—3mol;由于I2+2S2O32=2I+S4O62中各物质的系数之比等于物质的量之比,则每次滴定消耗的I2为 bv/2×10—3mol;由于MnO2+2I+4H+=Mn2++I2+2H2O中各物质的系数之比等于物质的量之比,则样品中MnO2为 bv/2×10—3mol;由于二氧化锰的式量为87,m=n?M,则样品中MnO2的质量为87bv/2×10—3g;由于样品的质量为ag,则样品中MnO2的质量分数的表达式为87bv/2a×10—3×100%。
考点:考查探究实验方案的设计和化学计算,涉及混合物分离提纯的方法、设计多种离子的检验方案、过氧化氢的分解反应方程式、测定二氧化锰样品的纯度、滴定、物质的量浓度、溶液体积、物质的量在化学方程式计算中的应用、摩尔质量、质量、质量分数等。

练习册系列答案
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氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式如下:
2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) + Q   (Q > 0 )
(1)如用如图装置制取氨气,你所选择的试剂是                  

制备氨基甲酸铵的装置如下图所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。 当悬浮物较多时,停止制备。

注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
(2)发生器用冰水冷却的原因是___________ __    _。
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是_______。
(4)从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_______(填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填写选项序号)。
a. 常压加热烘干        b. 高压加热烘干       c. 真空40 ℃以下烘干
(5)尾气处理装置如图所示。双通玻璃管的作用:________      ;浓硫酸的作用:                       、______________        _。

(6)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820 g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为
___________。(精确到2位小数)

碳酸钠俗称纯碱,其用途很广。实验室中,用碳酸氢铵和饱和食盐水可制得纯碱。各物质在不同温度下的溶解度见表。

           温度℃
溶解度
溶质   g/100g水
10
20
30
40
50
60
70
NaCl
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
37.8
NH4HCO3
15.8
21.0
27.0
 
 
 
 
NaHCO3
8.2
9.6
11.1
12.7
14.4
16.4
 
NH4Cl
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
55.2
60.2
 
实验步骤
Ⅰ、化盐与精制:①粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO42)溶解;②加入足量NaOH和Na2CO3溶液,煮沸;③过滤;④加入盐酸调pH至7。
Ⅱ、转化:①将精制后的食盐溶液温度控制在30~35℃之间;在不断搅拌下,加入研细的碳酸氢铵;保温,搅拌半小时;②静置,  a   、   b  ;③得到NaHCO3晶体。
Ⅲ、制纯碱:将得的NaHCO3放入蒸发皿中,在酒精灯上灼烧,冷却到室温,即得到纯碱。
完成下列填空:
(1)“化盐与精制”可除去的粗盐中的杂质离子是                 
(2)“转化”的离子方程式是                                   
(3)“转化”过程中,温度控制在30~35℃之间的加热方式是              ;为什么温度控制在30~35℃之间?                                      
(4)a、b处的操作分别是                        
(5)实验室制得的纯碱含少量NaCl还可能含少量NaHCO3,为测定纯碱的纯度,用电子天平准确称取样品G克,将其放入锥形瓶中用适量蒸馏水溶解,滴加2滴酚酞,用c mol/L的标准盐酸滴定至溶液由浅红色变成无色且半分钟不变,滴定过程中无气体产生,所用盐酸的体积为V1 mL。此时发生的反应为:CO32 + H+ →HCO3
①样品中碳酸钠质量百分含量的表达式是                                 
②向锥形瓶溶液中继续滴加2滴甲基橙,用同浓度的盐酸继续滴定至终点,所用盐酸的体积为V2mL。滴定终点时溶液颜色的变化是                   ;根据实验数据,如何判断样品含有NaHCO3                                                       

NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应:ClO+Cl+2H+ = Cl2↑+H2O,某学习小组拟研究消毒液(主要成分为NaCl和NaClO)的变质情况。
(1)此消毒液中NaClO可吸收空气中的CO2生成NaHCO3和HClO而变质。写出化学反应方程式                                                                 
(2)取适量消毒液放在试管中,加入足量一定浓度的硫酸,有气体放出。通过以下装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。

限选试剂:98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0 mol·L1 KI-淀粉溶液、1.0 mol·L1NaOH、澄清石灰水、饱和NaCl溶液
请完成下列实验方案。

   所加试剂
           预期现象和结论
试管A中加足量①          
试管B中加1%品红溶液;
试管C中加②              
若A中溶液变蓝色,B中溶液不退色,C中溶液变浑浊。则消毒液部分变质;
                          则消毒液未变质;
                        则消毒液完全变质。
 
(3)用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度。实验步骤如下:
①量取 25.00mL消毒液放入锥形瓶中,加入过量的a mol·L1 Na2SO3溶液b mL;
②滴定分析。将c mol·L1的酸性KMnO4溶液装入           (填酸式或碱式)滴定管中;KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。当溶液由无色变成浅红色,且保持半分钟内红色不退时,停止滴定,记录数据。重复滴定实验2次,平均消耗酸性KMnO4溶液v mL;
滴定过程中涉及的反应有:NaClO + Na2SO3 = NaCl+ Na2SO4
2KMnO4 + 5Na2SO3+ 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O
③计算。消毒液中NaClO的浓度为        mol·L1(用含a、b、c、v的代数式表示)。

二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,是一种黄绿色的气体,易溶于水。实验室可用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料来制备ClO2,其流程如下:

(1)写出电解时发生反应的化学方程式:                           
(2)除去ClO2中的NH3可选用的试剂是       。(填字母)

A.饱和食盐水B.碱石灰C.浓硫酸D.水
(3)测定ClO2(如图)的过程如下:在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用100mL水溶解后,再加3mL硫酸溶液;在玻璃液封管中加入水;将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收;将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液,用cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定(I2+2S2O32=2I+S4O62),共用去VmL硫代硫酸钠溶液。

①装置中玻璃液封管的作用是                                          
②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式                 
③滴定终点的现象是:                                                   
④测得通入ClO2的质量m(ClO2)=                  。(用含c、V的代数式表示)(已知:ClO2的相对分子质量为67.5)
(4)设计实验来确定溶液X的成分,请补充完成实验步骤和现象。
实验步骤
实验现象
实验结论

 
溶液X中含有Na+

 
溶液X中含有Cl
 

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