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3.高纯MnCO3是广泛用于电子行业的强磁性材料.MnCO3为白色粉末,不溶于水和乙醇,在潮湿环境下易被氧化,温度高于100℃开始分解.
Ⅰ.实验室以MnO2为原料制备MnCO3
(1)制备MnSO4溶液:
①主要反应装置如图1,缓缓通入经N2稀释的SO2气体,发生反应的化学方程式为H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O.下列措施中,目的是加快化学反应速率的是AB(填标号).
A.MnO2加入前先研磨
B.搅拌
C.提高混合气中N2比例
②已知实验室制取SO2的原理是Na2SO3+2H2SO4(浓)=2NaHSO4+SO2↑+H2O.选择图2所示部分装置与上图装置相连制备MnSO4溶液,应选择的装置有abef(填标号).

③若用空气代替N2进行实验,缺点是空气中的O2能氧化H2SO3,使SO2利用率下降.(酸性环境下Mn2+不易被氧化)
(2)制备MnCO3固体:
实验步骤:①向MnSO4溶液中边搅拌边加入饱和NH4HCO3溶液生成MnCO3沉淀,反应结束后过滤;②…;③在70-80℃下烘干得到纯净干燥的MnCO3固体.
②需要用到的试剂有盐酸酸化的BaCl2溶液、乙醇.
Ⅱ.设计实验方案
(3)利用沉淀转化的方法证明Ksp(MnCO3)<Ksp(NiCO3)向Na2CO3溶液中滴加0.1mol•L-1的NiSO4溶液直至浅绿色沉淀不再增加,再滴加少量0.1mol•L-1的MnSO4溶液,沉淀变成白色.
(已知NiCO3为难溶于水的浅绿色固体)
(4)证明H2SO4的第二步电离不完全用pH计测量Na2SO4溶液的pH大于7.[查阅资料表明K2(H2SO4)=1.1×10-2].

分析 (1)①根据题干,亚硫酸与二氧化锰反应生成硫酸锰和水,增大接触面积,反应速率加快,提高混合其中N2比例,二氧化硫的浓度减小;
②b装置制备二氧化硫,氮气与二氧化硫通过e装置混合,在图1装置中反应生成MnSO4,利用f进行尾气处理,防止污染空气;
③氧气能与亚硫酸反应生成硫酸;
(2)步骤②为洗涤杂质,防止氧化与溶解损失;
(3)利用MnCO3转化为NiCO3浅绿色固体设计;
(4)pH计测量Na2SO4溶液的pH.

解答 解:(1)①根据题干,亚硫酸与二氧化锰反应生成硫酸锰和水,方程式为H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O;MnO2研磨、反应时搅拌均可以增大接触面积,加快反应速率,提高混合其中N2比例,二氧化硫的浓度减小,反应速率减小,
故答案为:H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O;AB;
②反应不需要加热制备二氧化硫,b装置制备二氧化硫,氮气与二氧化硫通过e装置混合,在图1装置中反应生成MnSO4,利用f进行尾气处理,防止尾气中二氧化硫污染空气,
故选:abef;
③制备原理为:H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O,若用空气代替N2进行实验,氧气能与亚硫酸反应生成硫酸,二氧化硫利用率降低,
故答案为:空气中的O2能氧化H2SO3,使SO2利用率下降;
(2)步骤②为洗涤杂质,用盐酸酸化的BaCl2溶液检验硫酸根离子是否洗净;MnCO3为白色粉末,不溶于水和乙醇,在潮湿环境下易被氧化,应用酒精洗涤,可以防止被氧化,因溶解导致的损失
故答案为:盐酸酸化的BaCl2溶液、乙醇;
(3)向MnCO3固体中滴入NiNO3溶液,白色固体转化为浅绿色固体,说明Ksp(MnCO3)<Ksp(NiCO3),
故答案为:向Na2CO3溶液中滴加0.1 mol•L-1的NiSO4溶液直至浅绿色沉淀不再增加,再滴加少量0.1 mol•L-1的MnSO4溶液,沉淀变成白色;
(4)证明H2SO4的第二步电离不完全,用pH计测量Na2SO4溶液的pH大于7,说明H2SO4的第二步电离不完全,
故答案为:用pH计测量Na2SO4溶液的pH大于7.

点评 本题以物质制备为载体,考查反应速率影响因素、对原理与装置的分析评价、物质的分离提纯、实验方案设计等,注意对题目信息的应用,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.芳香酯Ⅰ的合成路线如下:

已知以下信息:
①A~I均为芳香族化合物,B苯环上只有一个取代基,B能银镜反应,D的相对分子质量比C大4,E的核磁共振氢谱有3组峰.

③2RCH2CH0$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$
请回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为氧化反应,F所含官能团的名称为羧基、氯原子,E的名称为对氯甲苯.
(2)E→F与F→G的顺序能否颠倒否(填“能”或“否”),理由如果颠倒,则(酚)羟基会被KMnO4/H+氧化.
(3)B与银氨溶液反应的化学方程式为
(4)I的结构简式为
(5)写出符合下列要求A的同分异构体的结构简式
①不与Na反应  ②属于芳香族化合物  ③苯环上的一氯物有三种
(6)距已有知识并结合相关信息,写出以CH3CH2OH为原料制备CH3CH2CH2CH2OH的合成路线流程图(无机试剂任用),合成路线流程图图示例如下:
CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH$→_{浓硫酸,△}^{CH_{3}COOH}$CH3COOCH2CH3

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

14.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应:
C(s)+2NO(g)?CO2(g)+N2(g)+Q,平衡时c (NO)与温度T的关系如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.该反应的Q>0
B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2
C.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时V>V
D.若状态B、C、D的压强分别为PB、PC、PD,则 PC=PD>PB

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途.
(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点.
①Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2
②Fe的基态原子共有7种不同能级的电子.
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4═2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑.
①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是O>Cl>C(用元素符号表示).
②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2分子中σ键和π键的个数比为3:1,中心原子的杂化方式为sp2
(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2 nm和7.8×10-2 nm.则熔点:NiO>(填“>”、“<”或“=”)FeO.
(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在日本和中国已实现了产业化.该合金的晶胞结构如图所示.
①该晶体的化学式为LaNi5
②已知该晶胞的摩尔质量为M g•mol-1,密度为d g•cm-3.设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是$\frac{M}{{N}_{A}d}$ cm3(用含M、d、NA的代数式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素,它们位于元素周期表的前四周期.A与B位于不同周期且B元素的原子含有3个能级,B元素原子的每个能级所含有电子数相同;D的原子核外有8个运动状态不同的电子;E元素与F元素处于同一周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且E元素的基态原子有4个未成对电子.请回答下列问题:

(1)B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的顺序为C<O<N(用元素符号表示).
(2)写出化合物BD的一种等电子体的化学式:N2
(3)ED的熔点比E2D3的熔点低(填“高”或“低”),原因是Fe2+离子半径比Fe3+离子半径大,所带电荷少,故FeO晶格能比Fe2O3低.
(4)F离子是人体内多种酶的辅因子,人工模拟酶是当前研究的热点.
①F原子的外围电子排布式为3d104s1.向FSO4溶液通入过量CA3,可生成[F(CA34]SO4,F的配位数为4.
②某化合物与F(Ⅰ) (Ⅰ表示化合价为+1)结合形成图1所示的离子,该离子中碳原子的杂化方式有sp2、sp3
(5)B单质的一种同素异形体的晶胞如图2所示,若晶体的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞的边长为$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

8.已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有强氧化性.将溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀为氢氧化物,所需溶液的pH分别为6.4、9.6、3.7.现由含FeCl2杂质的氯化铜晶体(CuCl2•2H2O),为制取纯净的CuCl2•2H2O,首先将其配制成水溶液,然后按图示步骤进行提纯:
请回答下列问题:
(1)本实验最适合的氧化剂是C(填下面的序号)
A.K2Cr2O7        B.NaClO         C.H2O2        D.KMnO4
(2)物质Y是氧化铜或氢氧化铜;
(3)本实验用碱沉淀法能否达到目的?不能;原因是加碱的同时Cu2+也会生成沉淀;
(4)除去Fe3+的有关离子方程式是Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,CuO+2H+═Cu2++H2O.
(5)加氧化剂的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,再除去.
(6)最后呢不能直接蒸发结晶得到CuCl2•2H2O晶体?不能,应如何操作?应在氯化氢气氛中浓缩后冷却结晶.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.合成具有美白作用的化妆品原料Z的反应原理如下:

下列叙述不正确的是(  )
A.X、Z均能与Na2CO3溶液反应
B.X可作缩聚反应单体,Y可作加聚反应单体
C.X、Y、Z均能使溴水褪色,但是原理不相同
D.该反应的反应类型为取代反应

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列关系的表述中正确的是(  )
A.向NaHSO3溶液中通入NH3至中性,溶液中存在:c(NH4+)>c(SO32-
B.NH4Cl和NH3•H2O混合液pH=7,一定存在c(NH4+)=c(Cl-
C.NaHCO3溶液中存在HCO3-+H2O?H3O++CO32-,加水稀释后c(H+)减小
D.pH相同的氯化铵与硫酸亚铁铵两种溶液中铵根离子浓度前者大

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列有关实验操作、现象和结论或解释都正确的是(  )
 选项 实验操作现象  结论或解释
 A 将SO2通入Ba(NO32溶液中 产生白色沉淀 BaSO3难溶于水
 B 向试管中加入少量苯,再加入溴水 溶液褪色 苯可以与Br2发生加成反应
 C 将铝热反应后的固体加入稀硫酸溶解,再加入KSCN 溶液不变红 反应后固体无Fe2O3残余
 D 向盛少量Mg(OH)2固体的试管中加入适量的NH4Cl浓溶液,充分振荡 白色固体逐渐溶解 NH4+与Mg(OH)2电离出的OH-结合导致Mg(OH)2溶解
A.AB.BC.CD.D

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