6.某化学兴趣小组同学在回收废旧电池的同时,开展了如下的实验探究.
【查阅资料】废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水.
【实验1】废干电池的拆卸与处理
(1)兴趣小组同学将废旧干电池卸下的锌筒、碳棒冲洗干净,备用.
(2)将铜帽放入盐酸中,除去锈污,冲洗备用.
【实验2】检验废干电池筒内黑色固体中MnO2的存在
兴趣小组同学设计了如图所示的实验:

(1)操作②中过玻璃棒的作用是引流.
(2)引流操作③灼烧黑色滤渣时,会产生一种气体能使澄清石灰水变浑浊,该反应的化学表达式为CO2
(3)操作④试管中产生的气体能使带火星木条复燃,该气体为O2
(4)由此得出结论:滤渣中黑色固体化学式为MnO2和C
【实验3】利用回收锌皮制取氢气及相关探究
(1)用锌皮和稀硫酸制取氢气.用适当的发生装置,采用排水法收集并测定氢气的体积(如图2),气体从装置A导管口b(填“a”或“b”) 进,选用仪器B测量排出水的体积,仪器B名称是量筒.
(2)探究影响锌与稀硫酸反应快慢的因素.反应过程中用前10min 内收集的氢气体积比较反应的快慢.控制其他条件相同,进行下表4组实验,获得数据如下.
实验编号试剂前10 min内产生的
氢气体积(mL)
锌的纯度稀硫酸的体积和浓度
a纯锌30 mL 30%564.3
b含杂质的锌30 mL 30%634.7
c纯锌30 mL 20%449.3
d纯锌40 mL 30%602.8
[数据分析]
①比较实验a和实验b得到的结论是:与同体积同浓度的稀硫酸反应,含杂质的锌比纯锌反应速率大.
②为了研究硫酸浓度对反应快慢的影响,需比较实验a和c(填实验编号).
③探究影响该反应快慢的因素,还需控制的条件是:温度(或锌粒形状大小)(举一例即可).
【实验4】探究经处理干净的二氧化锰在氯酸钾分解反应中的催化作用
(1)把干燥纯净的24.5g氯酸钾和5.5g二氧化锰混匀、装入大试管中,加热.
(2)待反应完全后,将试管冷却、称量,得到20.4g残留固体.
(3)再将残留固体经溶解、过滤、洗涤、干燥、称量,得到5.5g黑色固体.
[数据分析]
①该实验说明:二氧化锰在氯酸钾分解反应前后,质量不变.
②完全反应后制得氧气的质量是9.6g.(提示:已知所有化学反应遵循如下规律:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成各生成物的质量总和)
[实验反思]
要证明二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂,还要做一个对比实验:将等质量的2份氯酸钾粉末,其中一份加入少量的上述实验所得二氧化锰混匀、装入试管,另一份装入另一试管,加热,比较产生氧气速率的大小.
5.(一)铁的广泛应用
(1)我国在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说,用化学方程式表示其原理Fe+CuSO4=FeSO4+Cu.
(2)铁与铬(Cr)、镍(Ni)等金属熔合可形成“不锈钢”,用不锈钢丝和聚乙烯纤维为原料可制作耐防护服材料.以上叙述中不涉及到B(选填序号).
A.合金   B.无机非金属材料   C.合成材料   D.复合材料
(3)某品牌的麦片中含微量铁粉,食用后可在胃酸的作用下转化为人体可吸收的铁元素,反应的化学方程式为Fe+2HCl═FeCl2+H2↑.
(二)铁锈成分的探究
(1)图为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验,最先观察到铁锈的是C(选填序号).

(2)铁生锈的主要过程为:Fe$\stackrel{O_{2}、H_{2}O}{→}$Fe(OH)2$\stackrel{O_{2}、H_{2}O}{→}$Fe(OH)3$\stackrel{风吹日晒}{→}$Fe2O3•xH2O
次要过程为:Fe$\stackrel{H_{2}、O_{2}、CO_{2}}{→}$FeCO3
写出 Fe→Fe(OH)2反应的化学方程式2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2
(3)铁锈组分的确定:某铁锈成分为Fe2O3•xH2O和FeCO3.为确定其组成,兴趣小组称取此铁锈样品22.5g,在科研人员的指导下用如图装置进行实验.

【查阅资料】①Fe2O3•xH2O失去结晶水温度为110℃,FeCO3在282℃分解为FeO和CO2.度高于500℃时铁的氧化物才能被CO还原.
(1)装配好实验装置后,首先要检查装置的气密性.
(2)装置A中的反应为:H2C2O4(草酸)$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+CO2↑+H2O.通过B、C装置可得到干燥、纯净的CO气体,洗气瓶B中应盛放c(选填序号).   
a.浓硫酸   b.澄清的石灰水  c.足量氢氧化钠浓溶液
(3)现控制D装置中的温度为300℃对铁锈进行热分解,直至D装置中剩余固体质量不再变化为止,冷却后装置E增重3.6g,装置F增重1.1g.则样品中FeCO3的质量m(FeCO3)=5.8g,x=2.
(4)若缺少G装置,测得的m(FeCO3)偏大(选填“偏大”、“偏小”、“不变”,下同),x的值会偏大.
(三)炼铁过程的探究
(1)写出工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁主要原理的化学方程式Fe2O3+3CO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
【查阅资料】用CO还原Fe2O3炼铁的过程大致分为三个阶段:
阶段1:3Fe2O3+CO $\frac{\underline{\;500~600℃\;}}{\;}$ 2Fe3O4+CO2
阶段2:Fe3O4+CO$\frac{\underline{\;600~700℃\;}}{\;}$3FeO+CO2
阶段3:FeO+CO$\frac{\underline{\;>700℃\;}}{\;}$ Fe+CO2
(2)将上述300℃热分解后的D装置中剩余固体继续分阶段升温,进行CO还原铁的氧化物炼铁过程的探究.加热时测定D中剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示.图中M点对应的a=3.6,b=14.4.
3.请你参与某学习小组研究性学习的过程,并协助完成相关任务.
【研究课题】探究X物质的成分.
【查阅资料】(1)X物质可能由Ca(HCO32、Mg(HCO32、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3中的一种或几种组成.
(2)X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀.
(3)相关物质的溶解性如下表:
物质Ca(HCO32Mg(HCO32Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3BaCO3
溶解性可溶可溶微溶不溶不溶不溶
【设计并实施方案】
(1)由查阅资料可知X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO32、Mg(HCO32
(2)甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质,加入足量蒸馏水充分搅拌,静置.取上层清液滴入Na2CO3溶液,没有白色沉淀,说明X物质中无Ca(OH)2(填化学式).
(2)乙同学设计了如图1实验装置,想进一步确定X物质的成分.

其主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,关闭活塞b,将50gX物质的粉末放入锥形瓶中,逐滴加入足量稀硫酸,充分反应.
②待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入一定量的空气;
③称量D瓶内物质明显增加的质量;
④继续鼓入空气,直至D瓶内物质质量不变;
⑤经称量,D瓶内物质增加的质量为20g.
【评价】
(1)A瓶中的NaOH溶液起到作用.若A瓶中无NaOH溶液,D瓶中的质量将增大(填“增大”、“不变”或“减小”).
(2)分析X物质的可能组成是①Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3;②Mg(OH)2、CaCO3(有几种写几种)
(3)装置图B中塞紧锥形瓶的橡胶塞要有三根导管同时穿过,已知:导管的直径为8mm,橡胶塞细段直径为3cm.从坚固和美观的角度考虑,请你在图2中标出应在哪三处打孔为好(用圆圈“○”表示打孔位置).
 0  154894  154902  154908  154912  154918  154920  154924  154930  154932  154938  154944  154948  154950  154954  154960  154962  154968  154972  154974  154978  154980  154984  154986  154988  154989  154990  154992  154993  154994  154996  154998  155002  155004  155008  155010  155014  155020  155022  155028  155032  155034  155038  155044  155050  155052  155058  155062  155064  155070  155074  155080  155088  211419 

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