【题目】硫酸锰晶体()是重要的微量元素肥料之一。某兴趣小组在实验室中探究用软锰矿(主要成分为
,含有少量
、
、
等杂质制取硫酸锰晶体,其具体流程如下:
已知:①反应原理为:;
②难溶于水。
(1)滤渣2主要成分是,步骤②中的稀硫酸的作用是________。
(2)步骤③中采用硫酸和草酸晶体溶解
,草酸晶体的作用是________;配制
硫酸时,需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还需要________。将滤渣2置于烧杯中,先加入稀硫酸,将溶液稍加热后,在搅拌下缓慢分批加入草酸晶体,直至烧杯中的固体全部溶解。在搅拌下缓慢分批加入草酸晶体的理由是________。
(3)步骤④的具体实验操作有________,经洗涤后干燥得到晶体。
(4)兴趣小组同学拟继续研究硫酸锰的高温分解的固体产物,经查资料可知:硫酸锰晶体高温下分解产物为、
、
,及水蒸气。为了确定
的化学式,采用下面装置进行测定(已知:
的熔点为16.8℃,沸点为44.8℃)。
①装置中吸收的气体为________。
②实验自始至终均需通入,其目的是________。
③若起始时,在装置A中加入,充分反应后,测得装置C增重6.4g,则
的化学式为________。
【答案】除去 做还原剂,将MnO2还原为Mn2+ 100mL容量瓶、胶头滴管 防止MnO2固体表面产生MnC2O4而阻止反应进行,并防止草酸过量引入杂质 加热浓缩、冷却结晶、过滤 SO2 排出装置中的空气,并将生成的气体全部赶至后面装置吸收 Mn3O4
【解析】
由题给流程可知,向软锰矿中加入氢氧化钠溶液,酸性氧化物二氧化硅和两性氧化物氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成硅酸钠和偏铝酸钠,二氧化锰和氧化铁不溶解,则滤渣1为二氧化锰和氧化铁;向滤渣1中加入稀硫酸,碱性氧化物氧化铁溶于稀硫酸生成硫酸铁,二氧化锰不溶解,则滤渣2为二氧化锰;向滤渣2加入稀硫酸和草酸晶体,酸性条件下二氧化锰和草酸发生氧化还原反应生成硫酸锰,硫酸锰溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到MnSO4·7H2O晶体。
(1)步骤②为向滤渣1中加入稀硫酸,碱性氧化物氧化铁溶于稀硫酸生成硫酸铁,二氧化锰不溶解,则稀硫酸的作用是溶解除去Fe2O3,故答案为:除去Fe2O3;
(2)步骤③为向滤渣2加入6.0mol/L硫酸和草酸晶体,酸性条件下二氧化锰和草酸发生氧化还原反应生成,反应中二氧化锰做氧化剂,草酸做还原剂,将MnO2还原为Mn2+;配制100mL6.0mol/L硫酸时用到的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管;由题意可知MnC2O4难溶于水,溶解二氧化锰过程中,为防止MnO2固体表面产生MnC2O4而阻止反应进行和草酸过量引入新杂质,应先加入稀硫酸,将溶液稍加热后,在搅拌下缓慢分批加入草酸晶体,直至烧杯中的固体全部溶解,故答案为:做还原剂,将MnO2还原为Mn2+;100mL容量瓶、胶头滴管;防止MnO2固体表面产生MnC2O4而阻止反应进行,并防止草酸过量引入杂质;
(3)步骤④为硫酸锰溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到MnSO4·7H2O晶体,故答案为:加热浓缩、冷却结晶、过滤;
①由题意可知,MnSO4·7H2O晶体受热分解生成的气体中含有二氧化硫、三氧化硫和水蒸气,三氧化硫能溶于浓硫酸,二氧化硫不溶于浓硫酸,混合气体经过浓硫酸,浓硫酸吸收了三氧化硫和水蒸气,则氢氧化钠溶液吸收的气体为二氧化硫,故答案为:SO2;
②实验开始时,通入氮气的目的是排出装置中的空气,实验中通入氮气的目的是将MnSO4·7H2O晶体受热分解生成的气体全部赶至后面装置吸收,防止影响实验结果,故答案为:排出装置中的空气,并将生成的气体全部赶至后面装置吸收;
③83.1gMnSO4·7H2O的物质的量为=0.3mol,6.4g二氧化硫的物质的量为
=0.1mol,设MnxOy中锰元素的化合价为a,由得失电子数目守恒可得0.3mol×(a—2)=0.1mol×2,解得a=
,则MnxOy为Mn3O4,故答案为:Mn3O4。
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【题目】短周期元素A、B、C、D的位置如右图所示, B、C两元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,各元素对应的物质相互比较,其中关系正确的是
A.原子半径:C>D>AB.单质的熔点:B>C,D>A
C.最高正价:B>D=A>CD.气态氢化物的稳定性:B>C,D>A
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【题目】下表是元素周期表中的一部分。
族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
1 | A | |||||||
2 | E | F | H | J | ||||
3 | B | C | D | G | I |
根据A~J在周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:
(1)化学性质最不活泼的元素是________,氧化性最强的单质是________,还原性最强的单质是________。
(2)最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是________,酸性最强的是________,呈两性的是________。
(3)A分别与E、F、G、H、I形成的简单气态化合物中,最稳定的是________。
(4)在B、C、D、G、I中,原子半径最大的是________。
(5)元素C与I形成的化合物的电子式是________。
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【题目】等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s) ΔH<0,下列叙述正确的是 ( )
A. 平衡常数K值越大,X的转化率越大
B. 达到平衡时,反应速率v正(X)=2v逆(Z)
C. 达到平衡后降低温度,正向反应速率减小的倍数大于逆向反应速率减小的倍数
D. 达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动
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【题目】如图,在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成,据此判断,下列说法正确的是
A.上述反应不能说明钠比铜活泼
B.上述反应过程中只有一个氧化还原反应发生
C.加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu
D.依据上述反应可说明钠可以从任意铜盐溶液中置换出铜
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【题目】2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德伊纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科学家,以表彰他们在锂电池领域所做出的巨大贡献。、
常用作锂离子电池的正极材料,请回答下列问题:
(1)基态锂原子的最高能级的电子云形状是________;基态磷原子有________个未成对电子;基态铁原子核外电子排布式为________。
(2)中
的配位数为4,配体中N的杂化方式为________,该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)在水中易被还原成
,而在氨水中可稳定存在,其原因为________。
(4)属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为________(用n代表P原子数)。
(5)钴蓝晶体结构如下图,该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成。晶体中占据
形成的________(填“四面体空隙”或“八面体空隙”);钴蓝晶体的密度为___________
(列出计算式,用
表示阿伏加德罗常数的值)。
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【题目】聚碳酸酯是热塑性材料,双酚A型聚碳酸酯的合成路线如下:
(1)B的化学名称为________,B中的官能团的名称是________。
(2)反应③的反应类型是________。
(3)写出D到E的反应方程式________。
(4)写出反应⑥中除生成双酚A型聚碳酸酯外的产物的结构简式________。
(5)写出满足下列条件的F的同分异构体的结构简式________(不考虑立体异构,只需写出2个)。
①能发生银镜反应 ②遇FeCl3溶液显紫色 ③核磁共振氢谱有六组峰
(6)设计由1-丙醇制备的合成路线________(无机试剂任选)。
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【题目】可逆反应mA(g)+ nBpC(g)+qD(g)中,A和D都是无色气体,达到平衡后,下列叙述正确的是( )
A.若增加B的量,平衡体系颜色加深,说明B必是气体
B.增大压强,平衡不移动,说明m+n一定等于p+q
C.升高温度,A的转化率减小,说明正反应是吸热反应
D.若B是气体,增大A的量,A、B的转化率都增大
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【题目】Bodensteins研究反应H2(g)+I2(g)2HI(g) △H<0 ,温度为T时,在两个体积均为1L的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如下表:
容器编号 | 起始物质 | t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
Ⅰ | 0.5molI2、0.5molH2 | w(HI)/% | 0 | 50 | 68 | 76 | 80 | 80 |
Ⅱ | xmolHI | w(HI)/% | 100 | 91 | 84 | 81 | 80 | 80 |
研究发现上述反应中:v正=kaw(H2)w(I2),v逆=kbw2(HI),其中ka、kb为常数。下列说法不正确的是( )
A. 温度为T时,该反应=64
B. 容器I中在前20min的平均速率v(HI)=0.025molL-1min-1
C. 若起始时,向容器I中加入物质的量均为0.1mol的H2、I2、HI,反应逆向进行
. 无论x为何值,两容器中达平衡时w(HI)%均相同
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