题目内容
【题目】锌锰干电池是最早使用的化学电池,其基本构造如图1所示:
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(1)锌锰干电池的电路中每通过
,理论上负极质量减少 ______ g;工作时
离子在正极放电产生两种气体,其中一种气体分子是含
的微粒,正极的电极反应式是 ______
(2)某研究小组对电池内黑色糊状物进行了下列实验:
已知:
是两性氢氧化物,完成下列实验报告:
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论和解释 |
取少量上述无色溶液于试管中,逐滴加入NaOH溶液,直至过量,再加热 | 生成白色沉淀, ______ | 无色溶液中存在 检验 |
(3)利用残渣中分离出的
,研究其在
制
过程中的作用.实验装置如图2所示。将等物质的量浓度、等体积
溶液加入烧瓶中,分别进行2个实验
气体的体积在相同条件下测定
。
序号 | 烧瓶中的物质 | 实验记录 | 实验结论与解释 |
实验一 | 足量 | 收集到56mL气体 |
|
实验二 | 足量 | 黑色粉末部分溶解,收集到112mL气体 |
|
实验1、2中参加反应的
的物质的量之比为 ______ ,实验二中反应的离子方程式为 ______。
【答案】
白色沉淀逐渐溶解,产生刺激性气味的气体
1:1
【解析】
(1)锌锰干电池的负极上Zn失去电子,负极反应为
,负极消耗1mol时转移2mol电子,每通过
,负极质量减少
,由
离子在正极放电产生2种气体,其中一种气体分子是含
的微粒为氨气,另一种为氢气,正极反应为
,
故答案为:
;
;
(2)无色溶液中含
、
,加碱均发生反应,先生成的白色沉淀能溶解在强碱溶液中,铵根离子与碱反应生成有刺激性气味的气体为氨气;检验生成的氨气,则将溶液加热,并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒的一端置于试管口,观察到红色石蕊试纸变蓝,证明含铵根离子,其发生的离子反应方程式为:
,
故答案为:白色沉淀逐渐溶解,产生刺激性气味的气体;
;
(3)等物质的量浓度、等体积
溶液加入分液漏斗中,实验一中过氧化氢既是氧化剂又是还原剂,实验二中
是还原剂,由氧气的体积1:2可知,等物质的量的过氧化氢均完全反应,则参加反应的
的物质的量之比为1:1,实验二中反应生成锰离子、水、氧气,离子反应为
,
故答案为:1:1;
。
【题目】碳酸亚铁(白色固体,难溶于水)是一种重要的工业原料,可用于制备补血剂乳酸亚铁,也可用作可充电电池的电极。某研究小组通过下列实验,寻找利用复分解反应制备 FeCO3 沉淀的最佳方案:
实验 | 试剂 | 现象 | |
滴管 | 试管 | ||
| 0.8 mol/L FeSO4 溶液(pH=4.5) | 1 mol/L Na2CO3 溶液(pH=11.9) | 实验Ⅰ:立即产生灰绿色沉淀,5min 后出现明显的红褐色 |
0.8 mol/L FeSO4 溶液(pH=4.5) | 1 mol/L NaHCO3 溶液 (pH=8.6) | 实验Ⅱ:产生白色沉淀及少量无色气泡,2min 后出现明显的灰绿色 | |
0.8 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2 溶液(pH=4.0) | 1 mol/L NaHCO3 溶液 (pH=8.6) | 实验Ⅲ:产生白色沉淀及无色气泡,较长时间保持白色 | |
(1)实验 I 中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示,请补全反应:
____Fe2+ +_______ ______+____ _______ +____H2O=____Fe(OH)3 ↓+____HCO3
(2)实验 II 中产生 FeCO3 的离子方程式为_____________________________。
(3)为了探究实验 III 中 NH4+所起的作用,甲同学设计了实验 IV 进行探究:
操作 | 现象 | |
实验IV | 向 0.8 mol/L FeSO4 溶液中加入①__________,再加入 Na2SO4 固体配制成混合溶液(已知 Na+对实验无影响,忽略混合后溶液体积变化)。再取该溶液一滴管,与 2mL 1 mol/L NaHCO3 溶液混合 | 与实验 III 现象相同 |
实验 IV 中加入 Na2SO4 固体的目的是②_______________________。
对比实验 II、III、IV,甲同学得出结论:NH4+水解产生 H+,降低溶液 pH,减少了副物 Fe(OH)2 的产生。
乙同学认为该实验方案不够严谨,应补充的对比实验操作是:③_____________,再取该溶液一滴管,与2mL 1 mol/L NaHCO3 溶液混合。
(4)小组同学进一步讨论认为,定性实验现象并不能直接证明实验 III 中 FeCO3 的纯度最高,需要利用如图所示的装置进行定量测定。分别将实验 I、II、III 中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称量,然后转移至 A 处的广口瓶中。
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为测定 FeCO3 的纯度,除样品总质量外,还需测定的物理量是______________________。
(5)实验反思:经测定,实验 III 中的 FeCO3 纯度高于方案 I 和方案 II。通过以上实验分析,制备 FeCO3 实验成功的关键因素是__________________________________。