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废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料,将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4·7H2O,含锰部分转化成纯度较高的MnO2,将NH4Cl溶液应用于化肥生产中,实验流程如下:

(1)操作②中所用的加热仪器应选          (选填“蒸发皿”或“坩埚”)。
(2)将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀,请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式                        
(3)操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+。已知25℃时,

NH3·H2O的Kb
Zn2+完全沉淀的pH
Zn(OH)2溶于碱的pH
1.8×10-5
8.9
>11
 
由上表数据分析应调节溶液pH最好为            (填序号)。
a.9                 b.10               c.11
(4) MnO2精处理的主要步骤:
步骤1:用3%H2O2和6.0mol/L的H2SO4的混和液将粗MnO2溶解,加热除去过量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+)。反应生成MnSO4的离子方程式为              
步骤2:冷却至室温,滴加10%氨水调节pH为6,使Fe3+沉淀完全,再加活性炭搅拌,抽滤。加活性炭的作用是                         
步骤3:向滤液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液,调节pH至7,滤出沉淀、洗涤、干燥,灼烧至黑褐色,生成MnO2。灼烧过程中反应的化学方程式为               
(5) 查文献可知,粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固体。
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下,浸泡温度对MnCO3产率的影响如图4,由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在         ℃左右;

②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下,酸的浓度对MnCO3产率的影响如图5,由图看出硝酸的最佳浓度应选择            mol/L左右。

(15分)
(1)坩埚(1分) 
(2)Fe3+ + 3NH3·H2O = Fe(OH)3 + 3NH4+(2分)
(3)a (2分)
(4)MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2+ + 2H2O + O2 (2分)
吸附聚沉,有利于氢氧化铁形成较大颗粒沉淀(2分)
2MnCO3 + O2 = 2MnO2 + 2CO2(2分)
(5)①60(2分,57-63都正确)  ②6(2分,5.7-6.3都正确)

解析试题分析:
(1)固体灼烧要放在坩埚内,移动、使用时要用坩埚钳夹取。
(2)碱与盐以生成新碱和新盐,氨水和Fe3+反应生成NH4+和Fe(OH)3,要注意氨水是弱碱,Fe(OH)3是沉淀,写成离子方程式不能拆开
(3)根据“将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀”和表格中数据可知,Zn2+完全沉淀的pH是8.9,pH高于8.9Zn(OH)2会溶解,所以pH是9最适合。
(4)反应原理为在酸性条件下, MnO2将H2O2氧化为O2,自身被还原为MnSO4
该反应的反应物为H2O2,MnO2,H2SO4,生成物是MnSO4,O2,H2O,写成离子方程式为
H2O2+MnO2+2H+= Mn2++O2↑+2H2O。
活性炭的作用是吸咐,据题意“使Fe3+沉淀完全”可知,Fe3+生成Fe(OH)3被活性炭吸咐形成较大颗粒而聚沉。
据题意,滤液中Mn2+与Na2CO3反应生成MnCO3沉淀,经灼烧生成MnO2,很显然MnCO3被氧化为MnO2,因此反应还要O2参加,同时还有CO2生成。
(5)从两张图片上很容易看出在60℃附近MnO2产率最大,硝酸的最佳浓度是6mol/L
考点:工业流程图以实验为载体考查基本的实验操作原理,离子方程式的书写,沉淀的溶解平衡等问题,另外综合分析图表的能力也有所涉及。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某校化学小组的同学开展了一系列的化学实验活动。

请你参与实验并完成下列问题:
(1)甲同学用图1所示装置,测量锌与硫酸反应速率:把2 g锌粒放入锥形瓶内,通过分液漏斗加入1 mol·L-1稀硫酸40 mL,收集10 mL气体,通过记录      得到反应速率为x mol·(L·min)-1。实验开始时检查该装置气密性的方法是            。 
(2)乙同学用图2装置测定Na2CO3和NaCl的固体混合物中Na2CO3的质量分数:
①甲、乙两试管各有两根导管,用橡胶管连接对应接口后,倒置盛稀硫酸的试管,发生反应,放出气体,则固体混合物和稀硫酸应分别置于     仪器中(填仪器编号); 
②G管可以用化学实验室里的一种常用仪器来替代,这种仪器是   
③仪器甲、乙接口的连接方式如下:A连接  ,B连接   ,C连接   (填写各接口的编号); 
④为提高测量的准确性,收集完气体后,丙装置读数前应进行的操作是                       。 
(3)丙同学与甲同学实验目的相同:用图3装置测定生成的CO2的质量,但该装置存在明显缺陷,从而导致实验误差,请你分析其中使测定结果可能偏大的主要原因              。 

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(一)(4分)括号中的物质是杂质,写出除去这些杂质的试剂:
(1)MgO (Al2O3)                (2)Cl2(HCl)           
(3)FeCl3(FeCl2)               (4)NaHCO3溶液(Na2CO3)          
(二)(6分)海水中含有大量的氯化镁,从海水中提取镁的生产流程如下图所示:

回答下列问题:
写出在海水中加入氧化钙生成氢氧化镁的化学方程式                    
操作①主要是指       ;试剂①可选用         
操作②是指          ;经操作③最终可得金属镁。
(三)(8分)实验室配制480ml 0.1mol·L-1的Na2CO3溶液,回答下列问题:
(1)应用托盘天平称取十水碳酸钠晶体        g。
(2)如图所示的仪器配制溶液肯定不需要的是      (填序号),本实验所需玻璃仪器E规格为       mL。

(3)容量瓶上标有:①温度、②浓度、③容量、④压强、⑤刻度线、⑥酸式或碱式这六项中的        。(填数字符号)
(4)配制所需的主要仪器是:a容量瓶、b烧杯、c胶头滴管、d托盘天平,它们在操作过程中使用的前后顺序是       。(填写字母,每种仪器只能选择一次)
(5)玻璃棒是化学实验中常用的一种玻璃工具,则在配制溶液的过程中玻璃棒共起到了      种用途。(填写数字)
(6)若实验时遇到下列情况,将使溶液的浓度偏低的是       

A.配制前没有将容量瓶中的水除尽;
B.碳酸钠失去了部分结晶水;
C.碳酸钠晶体不纯,其中混有氯化钠;
D.称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈;
E.定容时仰视刻度线

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某校化学小组的同学将一批废弃的线路板简单处理后,得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计了如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的方案:

回答下列问题:
(1)第①步参加反应的金属有           种。
(2)第②步加入H2O2是因为滤液1中含有         离子。使用H2O2的优点是                     
(3) 用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水硫酸铜的方法是:                                      
(4)请帮助化学小组的同学完成由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O 的实验步骤:
①取滤渣2,加入足量的              ,充分反应后过滤;
②取滤液,加入足量的            (填写试剂的化学式),然后                 (填写所需实验操作的名称);
(3)用适量稀硫酸溶解;
(4)最后经过                                                (填写所需实验操作的名称),获得Al2(SO4)3·18H2O晶体。  
(1)第③步所得CuSO4·5H2O含有可溶性杂质Na2SO4。为了用重量法测定CuSO4·5H2O的纯度,选用BaCl2(aq)和其他必要的试剂,请列出必须测定的物理量                                                  

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到主要含Cu、Al及少量Fc、Au、Pt等金属的混合物,设计了如下制备硫酸铜晶体和硫酸铝晶体的路线:

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表

沉淀物
Fe( OH)2
Fe( OH)3
  Al( OH)3
Cu( OH)2
开始沉淀
5.8 
1.1
4.0
  5.4
完全沉淀
8.8
3.2
5.2 
  6.7
   
请回答下列问题:
(1)第①步操作前需将金属混合物进行粉碎,其目的是                             
(2)某学生认为用H2O2代替浓HNO3更好,理由是                                   
请写出Cu溶于H2O2与稀硫酸混合溶液的离子方程式是                                 
(3)第②步中应将溶液pH调至                 
(4)由滤渣2制取Al2( SO4)3.18H2O,探究小组设计了两种方案:

你认为        种方案为最佳方案,理由是                                   
(5)为了测定硫酸铜晶体的纯度,某同学准确称取4.0g样品溶于水配成l00mL溶液,取l0m溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用0.l000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,共消耗14. 00mL Na2S2O3标准溶液。上述过程中反应的离子方程式如下:
2Cu2+ +4I=2CuI(白色)↓+I2    2S2O+I2= 2I+S4O
①样品中硫酸铜晶体的质量分数为____            
②另一位同学提出通过测定样品中硫酸根离子的量也可求得硫酸铜晶体的纯度,其他同学认为此方案不可行,理由是                         

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

化学实验是研究物质性质的基础。
(1)下列有关实验操作或测量数据合理的是________(填序号)。
a.用铁坩埚加热CuSO4·5H2O晶体测定结晶水质量分数
b.用干燥的pH试纸测定浓硫酸的pH
c.用规格为20 mL的量筒,量取16.8 mL的Na2CO3溶液
(2)某废水样品中含有一定量的Na、CO32-、SO32-,某研究小组欲测定其中SO32-的浓度。
实验方案:
ⅰ.用烧杯盛取废水适量,加少量活性炭,除去废水中的杂质;过滤,取滤液;
ⅱ.精确量取20.00 mL过滤后废水试样,选择使用紫色的0.1 mol/L KMnO4(H2SO4酸化)溶液进行滴定;
ⅲ.记录数据,计算。
①下列滴定方式中,最合理的是(夹持部已分略去)______(填字母序号)。

②滴定过程中,有关反应的离子方程式是__________________________________。
(3)某同学制备Fe(OH)3胶体:用洁净的烧杯取适量蒸馏水加热至沸腾,向烧杯中滴加    1 mol/L的FeCl3溶液,并不断用玻璃棒搅拌,结果溶液变浑浊。该同学制备胶体失败的原因是       ,你认为成功制得Fe(OH)3胶体的特征现象是_________。
(4)用下图装置进行CO2性质的有关实验。

试剂瓶B中盛有饱和NaHCO3溶液,其目的是:
_______________________                                      __________。
②反应过程中,E中澄清石灰水变浑浊,E中的混合体系中除存在电离平衡、水解平衡外,还存在溶解平衡,用方程式表示该溶解平衡关系:
____________________                                     ___________。

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

可以用分液漏斗分离的一组混合物是

A.酒精和碘B.苯和水C.乙酸和水D.溴和四氯化碳

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列实验操作中错误的是 

A.蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加热
B.蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处
C.分液操作时,分液漏斗下层液体应从下口放出,上层液体应从上口倒出
D.萃取操作时,所选萃取剂溶解溶质能力应大于原溶剂且与原溶剂互不相溶

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列有关物质检验的实验结论正确的是

选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SO42
B
将某未知溶液中加入2mL2%的CuSO4溶液和数滴NaOH 2%的溶液并加热未见砖红色沉淀产生
该溶液中一定不含有醛基
C
将某气体通入溴水中,溴水褪色
该气体一定为不饱和烃
D
向某溶液中加入NaOH溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
该溶液中一定含有NH4+

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