3.高純MnCO3是廣泛用于電子行業(yè)的強(qiáng)磁性材料.MnCO3為白色粉末,不溶于水和乙醇,在潮濕環(huán)境下易被氧化,溫度高于100℃開始分解.
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室以MnO2為原料制備MnCO3
(1)制備MnSO4溶液:
①主要反應(yīng)裝置如圖1,緩緩?fù)ㄈ虢?jīng)N2稀釋的SO2氣體,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O.下列措施中,目的是加快化學(xué)反應(yīng)速率的是AB(填標(biāo)號(hào)).
A.MnO2加入前先研磨
B.?dāng)嚢?br />C.提高混合氣中N2比例
②已知實(shí)驗(yàn)室制取SO2的原理是Na2SO3+2H2SO4(濃)=2NaHSO4+SO2↑+H2O.選擇圖2所示部分裝置與上圖裝置相連制備MnSO4溶液,應(yīng)選擇的裝置有abef(填標(biāo)號(hào)).

③若用空氣代替N2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),缺點(diǎn)是空氣中的O2能氧化H2SO3,使SO2利用率下降.(酸性環(huán)境下Mn2+不易被氧化)
(2)制備MnCO3固體:
實(shí)驗(yàn)步驟:①向MnSO4溶液中邊攪拌邊加入飽和NH4HCO3溶液生成MnCO3沉淀,反應(yīng)結(jié)束后過濾;②…;③在70-80℃下烘干得到純凈干燥的MnCO3固體.
②需要用到的試劑有鹽酸酸化的BaCl2溶液、乙醇.
Ⅱ.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
(3)利用沉淀轉(zhuǎn)化的方法證明Ksp(MnCO3)<Ksp(NiCO3)向Na2CO3溶液中滴加0.1mol•L-1的NiSO4溶液直至淺綠色沉淀不再增加,再滴加少量0.1mol•L-1的MnSO4溶液,沉淀變成白色.
(已知NiCO3為難溶于水的淺綠色固體)
(4)證明H2SO4的第二步電離不完全用pH計(jì)測量Na2SO4溶液的pH大于7.[查閱資料表明K2(H2SO4)=1.1×10-2].

分析 (1)①根據(jù)題干,亞硫酸與二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳和水,增大接觸面積,反應(yīng)速率加快,提高混合其中N2比例,二氧化硫的濃度減。
②b裝置制備二氧化硫,氮?dú)馀c二氧化硫通過e裝置混合,在圖1裝置中反應(yīng)生成MnSO4,利用f進(jìn)行尾氣處理,防止污染空氣;
③氧氣能與亞硫酸反應(yīng)生成硫酸;
(2)步驟②為洗滌雜質(zhì),防止氧化與溶解損失;
(3)利用MnCO3轉(zhuǎn)化為NiCO3淺綠色固體設(shè)計(jì);
(4)pH計(jì)測量Na2SO4溶液的pH.

解答 解:(1)①根據(jù)題干,亞硫酸與二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳和水,方程式為H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O;MnO2研磨、反應(yīng)時(shí)攪拌均可以增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高混合其中N2比例,二氧化硫的濃度減小,反應(yīng)速率減小,
故答案為:H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O;AB;
②反應(yīng)不需要加熱制備二氧化硫,b裝置制備二氧化硫,氮?dú)馀c二氧化硫通過e裝置混合,在圖1裝置中反應(yīng)生成MnSO4,利用f進(jìn)行尾氣處理,防止尾氣中二氧化硫污染空氣,
故選:abef;
③制備原理為:H2SO3+MnO2═MnSO4+H2O,若用空氣代替N2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),氧氣能與亞硫酸反應(yīng)生成硫酸,二氧化硫利用率降低,
故答案為:空氣中的O2能氧化H2SO3,使SO2利用率下降;
(2)步驟②為洗滌雜質(zhì),用鹽酸酸化的BaCl2溶液檢驗(yàn)硫酸根離子是否洗凈;MnCO3為白色粉末,不溶于水和乙醇,在潮濕環(huán)境下易被氧化,應(yīng)用酒精洗滌,可以防止被氧化,因溶解導(dǎo)致的損失
故答案為:鹽酸酸化的BaCl2溶液、乙醇;
(3)向MnCO3固體中滴入NiNO3溶液,白色固體轉(zhuǎn)化為淺綠色固體,說明Ksp(MnCO3)<Ksp(NiCO3),
故答案為:向Na2CO3溶液中滴加0.1 mol•L-1的NiSO4溶液直至淺綠色沉淀不再增加,再滴加少量0.1 mol•L-1的MnSO4溶液,沉淀變成白色;
(4)證明H2SO4的第二步電離不完全,用pH計(jì)測量Na2SO4溶液的pH大于7,說明H2SO4的第二步電離不完全,
故答案為:用pH計(jì)測量Na2SO4溶液的pH大于7.

點(diǎn)評(píng) 本題以物質(zhì)制備為載體,考查反應(yīng)速率影響因素、對(duì)原理與裝置的分析評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離提純、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等,注意對(duì)題目信息的應(yīng)用,是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.芳香酯Ⅰ的合成路線如下:

已知以下信息:
①A~I(xiàn)均為芳香族化合物,B苯環(huán)上只有一個(gè)取代基,B能銀鏡反應(yīng),D的相對(duì)分子質(zhì)量比C大4,E的核磁共振氫譜有3組峰.

③2RCH2CH0$→_{△}^{NaOH/H_{2}O}$
請(qǐng)回答下列問題:
(1)A→B的反應(yīng)類型為氧化反應(yīng),F(xiàn)所含官能團(tuán)的名稱為羧基、氯原子,E的名稱為對(duì)氯甲苯.
(2)E→F與F→G的順序能否顛倒否(填“能”或“否”),理由如果顛倒,則(酚)羥基會(huì)被KMnO4/H+氧化.
(3)B與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(4)I的結(jié)構(gòu)簡式為
(5)寫出符合下列要求A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式
①不與Na反應(yīng)  ②屬于芳香族化合物  ③苯環(huán)上的一氯物有三種
(6)距已有知識(shí)并結(jié)合相關(guān)信息,寫出以CH3CH2OH為原料制備CH3CH2CH2CH2OH的合成路線流程圖(無機(jī)試劑任用),合成路線流程圖圖示例如下:
CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH$→_{濃硫酸,△}^{CH_{3}COOH}$CH3COOCH2CH3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

14.在容積一定的密閉容器中,置入一定量的一氧化氮和足量碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng):
C(s)+2NO(g)?CO2(g)+N2(g)+Q,平衡時(shí)c (NO)與溫度T的關(guān)系如圖所示,則下列說法正確的是(  )
A.該反應(yīng)的Q>0
B.若該反應(yīng)在T1、T2時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1<K2
C.在T2時(shí),若反應(yīng)體系處于狀態(tài)D,則此時(shí)V>V
D.若狀態(tài)B、C、D的壓強(qiáng)分別為PB、PC、PD,則 PC=PD>PB

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.鈦、鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途.
(1)鈦鐵合金是鈦系儲(chǔ)氫合金的代表,該合金具有放氫溫度低、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn).
①Ti的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為3d24s2
②Fe的基態(tài)原子共有7種不同能級(jí)的電子.
(2)制備CrO2Cl2的反應(yīng)為K2Cr2O7+3CCl4═2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑.
①上述化學(xué)方程式中非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序是O>Cl>C(用元素符號(hào)表示).
②COCl2分子中所有原子均滿足8電子構(gòu)型,COCl2分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為3:1,中心原子的雜化方式為sp2
(3)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)均與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)相同,其中Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為6.9×10-2 nm和7.8×10-2 nm.則熔點(diǎn):NiO>(填“>”、“<”或“=”)FeO.
(4)Ni和La的合金是目前使用廣泛的儲(chǔ)氫材料,具有大容量、高壽命、耐低溫等特點(diǎn),在日本和中國已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化.該合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示.
①該晶體的化學(xué)式為LaNi5
②已知該晶胞的摩爾質(zhì)量為M g•mol-1,密度為d g•cm-3.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶胞的體積是$\frac{M}{{N}_{A}d}$ cm3(用含M、d、NA的代數(shù)式表示).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.現(xiàn)有A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素,它們位于元素周期表的前四周期.A與B位于不同周期且B元素的原子含有3個(gè)能級(jí),B元素原子的每個(gè)能級(jí)所含有電子數(shù)相同;D的原子核外有8個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子;E元素與F元素處于同一周期相鄰的族,它們的原子序數(shù)相差3,且E元素的基態(tài)原子有4個(gè)未成對(duì)電子.請(qǐng)回答下列問題:

(1)B、C、D三種元素的第一電離能由低到高的順序?yàn)镃<O<N(用元素符號(hào)表示).
(2)寫出化合物BD的一種等電子體的化學(xué)式:N2
(3)ED的熔點(diǎn)比E2D3的熔點(diǎn)低(填“高”或“低”),原因是Fe2+離子半徑比Fe3+離子半徑大,所帶電荷少,故FeO晶格能比Fe2O3低.
(4)F離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子,人工模擬酶是當(dāng)前研究的熱點(diǎn).
①F原子的外圍電子排布式為3d104s1.向FSO4溶液通入過量CA3,可生成[F(CA34]SO4,F(xiàn)的配位數(shù)為4.
②某化合物與F(Ⅰ) (Ⅰ表示化合價(jià)為+1)結(jié)合形成圖1所示的離子,該離子中碳原子的雜化方式有sp2、sp3
(5)B單質(zhì)的一種同素異形體的晶胞如圖2所示,若晶體的密度為ρg/cm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞的邊長為$\root{3}{\frac{96}{ρ{N}_{A}}}$cm.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有強(qiáng)氧化性.將溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀為氫氧化物,所需溶液的pH分別為6.4、9.6、3.7.現(xiàn)由含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的氯化銅晶體(CuCl2•2H2O),為制取純凈的CuCl2•2H2O,首先將其配制成水溶液,然后按圖示步驟進(jìn)行提純:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)本實(shí)驗(yàn)最適合的氧化劑是C(填下面的序號(hào))
A.K2Cr2O7        B.NaClO         C.H2O2        D.KMnO4
(2)物質(zhì)Y是氧化銅或氫氧化銅;
(3)本實(shí)驗(yàn)用堿沉淀法能否達(dá)到目的?不能;原因是加堿的同時(shí)Cu2+也會(huì)生成沉淀;
(4)除去Fe3+的有關(guān)離子方程式是Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,CuO+2H+═Cu2++H2O.
(5)加氧化劑的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,再除去.
(6)最后呢不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl2•2H2O晶體?不能,應(yīng)如何操作?應(yīng)在氯化氫氣氛中濃縮后冷卻結(jié)晶.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.合成具有美白作用的化妝品原料Z的反應(yīng)原理如下:

下列敘述不正確的是(  )
A.X、Z均能與Na2CO3溶液反應(yīng)
B.X可作縮聚反應(yīng)單體,Y可作加聚反應(yīng)單體
C.X、Y、Z均能使溴水褪色,但是原理不相同
D.該反應(yīng)的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.下列關(guān)系的表述中正確的是( 。
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-,加水稀釋后c(H+)減小
D.pH相同的氯化銨與硫酸亞鐵銨兩種溶液中銨根離子濃度前者大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論或解釋都正確的是( 。
 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象  結(jié)論或解釋
 A 將SO2通入Ba(NO32溶液中 產(chǎn)生白色沉淀 BaSO3難溶于水
 B 向試管中加入少量苯,再加入溴水 溶液褪色 苯可以與Br2發(fā)生加成反應(yīng)
 C 將鋁熱反應(yīng)后的固體加入稀硫酸溶解,再加入KSCN 溶液不變紅 反應(yīng)后固體無Fe2O3殘余
 D 向盛少量Mg(OH)2固體的試管中加入適量的NH4Cl濃溶液,充分振蕩 白色固體逐漸溶解 NH4+與Mg(OH)2電離出的OH-結(jié)合導(dǎo)致Mg(OH)2溶解
A.AB.BC.CD.D

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同步練習(xí)冊答案