【题目】电池是日常必备用品之一,但它也是环境污染的一个重要来源。下面是某兴趣小组利用废旧锌锰干电池作为原料,并进行相关探究的过程。
(知识储备)(1)锌锰电池的构造和组成(见图)。
(2)结晶水合物的特殊性质:在逐步升高温度条件下,结晶水合物能失去部分或者全部结晶水,如蓝色的胆矾晶体(CuSO4 5H2O)受热时可失去结晶水变为白色的无水硫酸铜粉末(CuSO4)。
I.制备皓矾晶体(ZnSO4xH2O)
小组同学参观了某回收废旧锌锰电池的工厂,其回收工艺流程如图:
⑴流程图中试剂a的化学式是__________;得到的滤液1农业上可用作_____________。
(2)将滤渣B在空气中充分灼烧 可提纯制得的固体是___________,该方法提纯的原理是(用化学方程式回答)____________________________。
⑶将滤液2中溶质主要是硫酸锌,其有关溶解度和温度关系如下表,
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.8 | 54.1 | 70.4 | 74.8 | 67.2 | 60.5 |
将滤液2蒸发浓缩、__________,可得到皓矾晶体(ZnSO4xH2O)。
II.皓矾晶体中结晶水含量的测定
小组同学将部分皓矾晶体(ZnSO4xH2O)带回实验室,用下图装置测定晶体中结晶水的含量(图中半透膜可让气体通过又可防止固体粉末进入导管)。
测定方法:称取28.7g晶体置于C装置的硬质玻璃管中,加热至完全失去结晶水:(ZnSO4xH2O == ZnSO4 + xH2O),冷却至常温后,称量玻璃管中固体其质量为16.1g。
⑷A中的化学方程式是_____________,B中的试剂可从下列物质中选取,你的选择是__________________。
A.浓硫酸 B.硝酸银溶液 C.饱和碳酸钠溶液 D.澄清石灰水
⑸实验过程中若不通入CO2测得的结果将________(填“偏大”、 “偏小”或“无影响”)。
根据实验结果,计算皓矾晶体中结晶水的x值。计算过程:__________________
⑹将上述皓矾晶体加热会逐渐失去部分结晶水,加热过程中有关残留固体质量如下图,写出D-E段发生反应的化学方程式________________
【答案】 H2O 氮肥 MnO2 C + O2 === CO2 冷却结晶 H2SO4 + 2NaHCO3 == Na2SO4 +2H2O + 2CO2 ↑ A 偏小 7 ZnSO4·H2O == ZnSO4 + H2O
【解析】本题以制备皓矾晶体、皓矾晶体中结晶水含量的测定为情境主要考查了物质的溶解,结晶,物质与氧气的反应,浓硫酸的性质,化学方程式的书写和化学计算,综合较强。
(1)固体混合物A中主要成分应NH4Cl、C、二氧化锰,其中氯化铵溶于水,碳和二氧化锰不溶,加水后氯化铵溶解其余的成分不溶,流程图中试剂a的化学式是水;得到的滤液1中含有NH4Cl,农业上可用作氮肥;
(2)滤渣中含有二氧化锰和碳,灼烧过程碳和空气中的氧气反应生成二氧化碳从而除去碳,化学方程式是:C + O2点燃CO2;
(3)结晶水合物的特殊性质:在逐步升高温度条件下,结晶水合物能失去部分或者全部结晶水,硫酸锌的溶解度随温度的降低而减小。将滤液2蒸发浓缩、降温结晶,可得到皓矾晶体(ZnSO4xH2O);
(4)A中碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑;实验的目的是测定皓矾中结晶水的含量,不能使水蒸气随二氧化碳进入碱石灰中,所以B中的试剂具有吸水性,题中物质中只有浓硫酸具有吸水性,故选A;
(5)实验过程中若不通入CO2,则最后称量玻璃管中固体偏重,所得中结晶水的质量偏小,使测定的结果偏小;28.7g皓矾晶体中结晶水的质量为28.7g-16.1g=12.6g,ZnSO4质量为16.1g,则有161:18x=16.1g :12.6g,x=7;
⑹皓矾晶体加热会逐渐失去部分结晶水,D-E段产生的水的质量为17.9g-16.1g=1.8g。反应的化学方程式是ZnSO4H2O == ZnSO4 + H2O。
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【题目】我国科研团队首次合成了单原子铂催化剂,率先提出“单原子催化”概念. 单原子催化剂用于合成气制造燃料甲醇(CH3OH)的微观示意图.
(1)根据上图物质转化的微观示意图,判断下列有关说法错误的是 (填字母序号).
A.使用单原子催化剂能提高生成物的产量 B.该反应前后原子的种类没有变化
C.生成物甲醇属于有机物 D.反应物和生成物都由分子构成.
(2)根据上图写出单原子催化剂用于合成气制造甲醇反应的化学方程式 .
(3)合成气(CO和H2)在不同催化剂的作用下,可以合成不同的物质.如果仅用合成气为原料不可能得到的物质是 (填字母序号).
A.尿素[CO(NH2)2]B.葡萄糖(C6H12O6) C.甲醛(CH2O)
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【题目】化学离不开实验,以下是实验室部分仪器或装置如图所示,请回答下列问题:
(1)B仪器的名称是_________________。
(2)若要组装一套制二氧化碳的发生装置,可选择图中的_____________(填仪器下方的字母,下同),写出实验室制取二氧化碳的化学方程式_______,选择F收集二氧化碳导管要插到集气瓶底部的原因是___。
(3)若用高锰酸钾制取氧气,除需增加酒精灯外,还需要的实验用品是_______。写出用高锰酸钾制取氧气的化学方程式__________,用图H所示装置收集氧气,氧气应从_______(填“a”或“b”)端导入。
(4)碘化钾(KI)是白色固体,保存不当会被氧化为单质碘(I2)而泛黄变质。化学小组查得以下资料:Ⅰ. 对于碘化钾变质的原理,有两种不同的反应:
甲:4KI+O2+2CO2=2K2CO3+2I2;乙:4KI+O2+2H2O=4KOH+2I2;
Ⅱ. KOH与NaOH的化学性质相似。为探究碘化钾变质原理的合理性,开展以下实验。
(实验过程)
[实验1] 取适量碘化钾固体暴露于空气中一段时间,观察到固体泛黄,把泛黄的固体中加入足量稀硫酸,产生无色无味的气体并通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊。
①石灰水变浑浊的原因是__________________________(用化学方程式表示)。
②化学小组认为:据此现象还不能得出“反应甲是造成碘化钾变质的原因”的结论。理由是__________。
[实验2] 按上图左边所示装置进行实验,数日后,观察到碘化钾固体无泛黄现象。
③据此现象可得出结论是_______________。
[实验3]按上图右边所示装置进行实验,观察到碘化钾固体无泛黄现象。查阅文献获知,常温下某些气体和固体反应需在潮湿环境中进行,化学小组据此改进实验,很快观察到固体泛黄的现象。④简述化学小组改措施:_______________。
(实验结论)⑤根据上述实验,化学小组得出结论:碘化钾固体泛黄变质,是碘化钾与___________共同作用的结果。
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【题目】小英、小明在学完酸的化学性质后,做了如下图1的①--⑤个实验,
据图1回答下列问题:
(1)反应后试管②③中一定含有的阳离子分别是_______、_______(填离子符号)。
(2)实验④在反应时没有明显的实验现象。如何才能确定实验④反应的发生_______。
(3)写出实验⑤发生反应的化学方程式__________。从粒子的角度分析,此化学反应能发生的原因 _________。实验结束后,小英依次将试管④⑤的废液缓缓倒入同一洁净的废液缸中(如上图2),观察到废液缸先有气泡产生,后有白色沉淀生成。通过废液缸中出现现象,经过讨论确定,试管④⑤中废液含有的溶质分别是:试管④ ___________ 、试管⑤________________。
(4)小英将废液缸中物质进行过滤,得到白色沉淀和无色滤液。欲探究无色滤液中溶质的成分。小英分析得出无色滤液中一定不含HCl,理由是 _____________________。
(提出问题)过滤出的无色滤液中含有什么溶质?
(作出猜想) ①NaCl; ②NaCl和CaCl2; ③NaCl 、CaCl2和Na2CO3; ④NaCl和Na2CO3。小明认为猜想_________一定不正确。
(进行实验)
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
小英取少量滤液于试管中,滴加少量碳酸钠溶液 | 无明显现象 | 猜想2不成立 |
小英取少量滤液于试管中,滴加少量_____溶液 | 有沉淀生成 | 猜想______ 成立 |
(表达与交流)两位同学确认了最终废液中溶质的成分。你认为处理该废液的方法是________。
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【题目】用如图装置测定水中氢、氧元素的质量比,其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差,实验测得m(H)∶m(O)>1∶8。下列对导致这一结果的原因的分析中,一定错误的是
A. Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置
B. CuO没有全部被还原
C. Ⅱ 装置中玻璃管内有水冷凝
D. Ⅲ装置后缺少干燥装置
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【题目】实验室常用下列装置来制取、收集气体。请回答以下问题。
(1)仪器的名称是:a__________________,b___________________,c__________________。
(2)实验室用KMnO4制取02,应选用的发生装置和收集装置的组合为____________(填字母序号),该发生装置的不足之处是____________________,该反应的化学方程式是________________。
(3)某同学取一定浓度盐酸与石灰石制备二氧化碳,反应方程式为________________________。
将生成的气体通入澄清石灰水中,始终未见浑浊,可能的原因是______________________;
请设计简单的实验进行验证:
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
__________________________ | ________________________ | 猜想的可能原因成立 |
(4)常温下块状电石(CaC2)与水反应生成乙炔 (C2H2)气体和氢氧化钙,该反应的化学方程式是_________________________________________,实验室制取乙炔时,须严格控制加水速度,以免剧烈反应放热引起装置炸裂.图中适合制取乙炔气体的发生装置有_________(填装置序号)。
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【题目】写下列反应的化学(符号)表达式,并回答问题:
(1)镁条燃烧 _____________________________________________,利用镁条燃烧能____________________________的性质,被用来制造照明弹;
(2)水通电分解______________________________,正极和负极所得气体的体积比约为______;
(3)二氧化碳通入澄清的石灰水 __________________________________,这个反应常被用来检验___________气体;
(4)铁丝在氧气中燃烧 _____________________________________ ,为了防止生成的高温固体溅落致使集气瓶炸裂,实验前要在瓶内__________________。
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【题目】二氧化锰可做过氧化氢分解的催化剂,氯化铁也可以。氯化铁催化过氧化氢分解的反应历程如下:
(1)写出二氧化锰催化过氧化氢分解制氧气的化学方程式 _____________________。
(2)反应Ⅰ中,反应前后化合价发生改变的元素是____________(填元素名称)。
(3)H2O和H2O2组成元素相同,但性质不同,其原因是______________。
(4)通过题目中的信息,你对催化剂的新认识是_________________。
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【题目】空气是人类活动必需的自然资源。工业上常用分离空气的方法制取氧气,实验室常用物质分解的方法制取氧气。
A、A B、B C、C D、D
(1)图中仪器a的名称是___________。工业制氧气是________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)检查B装置气密性的方法是(可借助水和图中的其他装置)________________________。
(3)实验室制取并收集一瓶干燥的氧气,可选择_________装置(填字母代号),此法制取氧气的化学方程式为___________________。
(4)若用排水法收集一瓶体积分数为80%的氧气来进行实验,事先集气瓶装入水的体积分数约为___%。(氧气约占空气总体积的五分之一)
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