(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,
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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 ![]()
下列叙述的实验能达到预期目的的是 ( )
选项 | 实验内容 | 实验目 |
A | 滴定实验中,用待测液润洗锥形瓶2~3次 | 避免造成实验误差 |
B | 向氯水滴加AgNO3、稀HNO3溶液,产生白色沉淀 | 验证氯水中含有Cl- |
C | 向盛有沸水的烧杯中滴加饱和氯化铁溶液并长时间煮沸 | 制备氢氧化铁胶体 |
D | 向2mL 1mol· L-1 NaOH溶液中先加入3滴1mol· L-1 MgCl2溶液,再加入3滴1mol· L-1 FeCl3溶液 | 证明Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀 |
用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4 (g) + 2N2 (g) + 6H2 (g)
Si3N4(s) + 12HCl (g) ?H < 0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是 ( )
选项 | x | y |
A | 温度 | 容器内混合气体的密度 |
B | N2 的物质的量 | H2的转化率 |
C | H2的浓度 | 平衡常数K |
D | 压强 | N2 的转化率 |
(16分)X、Y、Z、W是常见的四种短周期元素,其原子序数依次增大。其相关信息如下表:
元素 | 相关信息 |
X | X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn |
Y | Y是空气中含量最高的元素 |
Z | Z是地壳中含量最高的金属元素 |
W | W的单质是常见的半导体材料 |
(1)Y位于元素周期表的 周期 族,Y与W的气态氢化物较稳定的是 (写化学式)
(2)Z的单质与W的单质相比熔点较高的是 (写化学式);Z与W原子半径较大的是 (写化学式)
(3)X的一种氧化物XO2分子中σ键与∏键数目之比为
(4)X的第一电离能比W的 (填“大”或“小”)
(5)写出X的单质与Y的最高价氧化物水化物的浓溶液在加热的条件下反应的化学方程式:
(6)已知2.7gZ单质与足量Y单质反应,放出31.8kJ的热量,请写出此反应的热化学方程式: 。