【題目】二氧化錳因在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛而備受關(guān)注,制備二氧化錳是一項有意義的工作,某研究性小組對此展開了系列研究。

Ⅰ.用高錳酸鉀制備

資料一:(1)3K2MnO4+ 2H2SO4=2KMnO4+MnO2↓+2K2SO42H2O

(2)K2MnO4易溶于水

實驗室加熱高錳酸鉀制氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________,其反應(yīng)類型是_______。將反應(yīng)后的固體剩余物用稀硫酸浸取一段時間后過濾、洗滌、烘干即得MnO2。用稀硫酸而不用水浸取的原因是____________。

Ⅱ.用硫酸錳制備

電解MnSO4溶液可制得活性MnO2,同時生成氫氣和硫酸,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______,一段時間后溶液的pH_______(變大、變小 不變”)

Ⅲ.用廢鋰電池制備

資料二:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

用廢鋰電池正極材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上)制備納米MnO2,并進(jìn)行鋰資源回收,流程如下:

請回答下列問題:

(1)“濾液中溶質(zhì)的主要成分是________ (填化學(xué)式)

(2)在實驗室進(jìn)行過濾操作時,需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和______。

(3)MnO2與碳粉經(jīng)下列三步反應(yīng)制得納米MnO2

2MnO2+C2MnO+CO2

MnO+H2SO4=MnSO4+H2O

3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4

上述涉及元素化合價變化的反應(yīng)有_______(填序號)。

IV.用碳酸錳制備

控制一定的溫度,焙燒MnCO3制取MnO2的裝置如下:

(1)實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁,寫出石英管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________

(2)MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為錳的不同氧化物,其殘留固體質(zhì)量隨溫度的變化如上圖所示。圖中B點對應(yīng)固體成分的化學(xué)式為______(請寫出計算過程)。

【答案】 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 分解反應(yīng) 使錳酸鉀轉(zhuǎn)化得到二氧化錳,獲得更多的二氧化錳 2H2O+MnSO4通電H2↑+H2SO4+MnO2 變小 NaAlO2 玻璃棒 ①③ MnCO3高溫CO2↑+MnO2 Mn2O3

【解析】、實驗室加熱高錳酸鉀制氧氣是高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀和二氧化錳以及氧氣,對應(yīng)的化學(xué)方程式為 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2;形式上為一變多,為分解反應(yīng);根據(jù)信息提示“32H2O+MnSO4通電H2↑+H2SO4+MnO2↓”,將反應(yīng)后的固體剩余物(錳酸鉀和二氧化錳的混合物)用稀硫酸浸取一段時間后過濾、洗滌、烘干即得MnO2,使錳酸鉀轉(zhuǎn)化得到二氧化錳,獲得更多的二氧化錳,所以用稀硫酸而不用水浸取;電解MnSO4溶液可制得活性MnO2,同時生成氫氣和硫酸,反應(yīng)物為硫酸錳和水,條件是通電,生成二氧化錳和氫氣以及硫酸,對應(yīng)的化學(xué)方程式為 2H2O+MnSO4通電H2↑+H2SO4+MnO2,由于水越來越少,硫酸越來越多,也就是酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變大,所以酸性越來越強,而pH越來越小,所以一段時間后溶液的pH 變小;(1)濾液中存在可溶性物質(zhì),而廢舊鋰電池正極材料和氫氧化鈉溶液反應(yīng),根據(jù)信息“2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑”,可知生成了偏鋁酸鈉,所以溶質(zhì)的主要成分是 NaAlO2(還可能有剩余的NaOH(2)在實驗室進(jìn)行過濾操作時,需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和 玻璃棒;(3)MnO2與碳粉經(jīng)下列三步反應(yīng)制得納米MnO2:單質(zhì)中元素的化合價為零,化合物中元素的化合價的代數(shù)和為零,①MnCO3高溫CO2↑+MnO2,有單質(zhì)參與反應(yīng),所以有化合價改變;②MnO+H2SO4═MnSO4+H2O,為復(fù)分解反應(yīng),無化合價改變;③3MnSO4+2KMnO4+2H2O═5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4,硫酸錳中的錳元素由+2變化+4價,而高錳酸鉀中的錳元素由+7價變?yōu)?/span>+4價,所以有化合價的改變.上述涉及元素化合價變化的反應(yīng)有 ①③;IV、(1)實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁,說明生成了二氧化錳和二氧化碳,對應(yīng)的化學(xué)方程式 MnCO3高溫CO2↑+MnO2(2)MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為錳的不同氧化物,其殘留固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示.樣品100g在圖中B點對應(yīng)固體的質(zhì)量為68.70g,而過程中錳元素的質(zhì)量不變,100g碳酸錳中錳元素的質(zhì)量為100g× ,則B點物質(zhì)含氧元素的質(zhì)量為68.70g100g×,在固體中錳原子和氧原子個數(shù)比為:

≈23;則固體成分的化學(xué)式為Mn2O3。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】科學(xué)探究是重要的學(xué)習(xí)方式,假設(shè)和驗證是探究過程的重要環(huán)節(jié)。為了探究鐵絲可以在純凈的氧氣中燃燒,同學(xué)們將一根火柴梗塞入一段螺旋狀鐵絲(可能是純鐵鐵絲或含碳鐵絲)末端,將它固定,用鑷子夾住鐵絲,然后將火柴在酒精燈上點燃,將鐵絲由集氣瓶口向下慢慢伸入,觀察現(xiàn)象:

(1)甲同學(xué)只發(fā)現(xiàn)鐵絲紅熱了一下,就沒有觀察到其他現(xiàn)象了,請你分析鐵絲沒有燃燒的可能原因是__________________________________________(只答一條)。

(2)乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)鐵絲在純氧中燃燒起來,觀察到火星四射,并有黑色固體生成,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式:_____________________。

(3)為了找出鐵絲在純氧中燃燒火星四射的原因,根據(jù)現(xiàn)有實驗用品:純鐵細(xì)鐵絲、含碳細(xì)鐵絲、鎂條、集氣瓶裝的幾瓶純氧氣、酒精燈、火柴、鑷子等,你提出的假設(shè)和驗證方法有:

①假設(shè)1:_________________驗證方法是_________________。

②假設(shè)2:________________。驗證方法是________________

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】物質(zhì)的性質(zhì)決定其用途,在1766年,英國化學(xué)家卡文迪許用鋅粒和稀鹽酸制得氫氣,并把氫氣收集到一只倒置在水槽中的裝滿水的瓶中,最初,氫氣被用于飛艇和載人氣球.工業(yè)上氫氣主要用來跟氮氣反應(yīng)制取氨氣;還可以用來制備金屬;氫氣燃燒時,放出大量的熱,是等質(zhì)量汽油燃燒放熱的3倍;氫氣燃燒后的產(chǎn)物是水,不會造成污染,因此氫氣正在成為新興的能源.

(1)物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途.請寫出相應(yīng)的氫氣的性質(zhì)(用文字表述)

 氫氣的性質(zhì)

 應(yīng)用

 _____

 用倒置在水槽中的裝滿水的瓶子收集氫氣

 _____

 氫氣被用于飛艇和載人氣球中

 _____

 氫氣正在成為新興的能源

(2)點燃?xì)錃馇靶枰?/span>_____,若操作不當(dāng),點燃?xì)錃饪赡軙l(fā)生爆炸,請寫出氫氣爆炸的反應(yīng)表達(dá)式_____,該反應(yīng)基本類型是_____

(3)氫氣正在成為新興的能源,其主要原因是:_____(寫出一條即可)

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】人類生活需要能量。下列能量主要由化學(xué)變化產(chǎn)生的是 ( )

A.電熨斗通電發(fā)出的熱量 B.電燈通電發(fā)出的光

C.水電站利用水力產(chǎn)生的電能 D.液化石油氣燃燒放出的熱量

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某校九年級我們愛化學(xué)活動小組的同學(xué),探究了過氧化鈉(Na2O2)與二氧化硫(SO2)反應(yīng)后所得固體產(chǎn)物的成分,過程如下:

【查閱資料】過氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2,2Na2SO3+O2= 2Na2SO4;SO2能使品紅溶液褪色.

【提出猜想】猜想1:固體成分為Na2SO3

猜想2:固體成分為Na2SO4

猜想3:固體成分為_________________

【實驗探究】用如圖所示的裝置進(jìn)行實驗.打開A中分液漏斗的活塞,反應(yīng)發(fā)生(產(chǎn)生足量的SO2)后,用帶火星的木條檢驗從a處導(dǎo)出的氣體,木條復(fù)燃.實驗前稱得Na2O2固體的質(zhì)量為78g,充分反應(yīng)后稱得生成物固體的質(zhì)量為134g.

【實驗結(jié)論】

(1)A是制取SO2氣體的裝置,反應(yīng)的化學(xué)方程式與實驗室制取CO2的化學(xué)方程式類似,請寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________

(2)由題中_________________________________________的實驗現(xiàn)象,可推測猜想2是錯誤的.

(3)裝置B的作用是_____________;裝置D的作用是_____________________________

(4)根據(jù)反應(yīng)前后固體的質(zhì)量,可計算出Na2SO3的質(zhì)量為______g,Na2SO4的質(zhì)量為______g.

【總結(jié)提升】

(1)若實驗前稱得Na2O2固體的質(zhì)量為m1g,充分反應(yīng)后稱得生成物固體質(zhì)量為m2g,則m2的取值范圍是_____________________(用含m1的關(guān)系式表示).

(2)請另外設(shè)計一種實驗方案,定性驗證過氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)后所得固體產(chǎn)物的成分:_________

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某課外活動小組為了測定一批石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù),將石灰石樣品研成粉末,然后取一定量的石灰石粉末與過量稀鹽酸充分反應(yīng)(假設(shè)石灰石中的雜質(zhì)既不和酸反應(yīng),也不溶于水)。過濾、洗滌、干燥后稱量濾渣質(zhì)量的數(shù)據(jù)見下表:

(1)該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值為_______(結(jié)果精確到0.1%)。

(2)引起三次實驗數(shù)據(jù)差異的操作原因可能是______________。

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海洋中蘊含著豐富的資源。

(1)海水淡化是解決淡水資源不足的重要方法。下列方法中,可以使海水淡化的是____(填字母序號)

A.濾紙過濾 B.吸附 C.沉降 D.蒸餾

(2)從海水中提煉出來的重水(D2O)可作原子能反應(yīng)堆中的減速劑和傳熱介質(zhì)。重水中重氫原子(D)的相對原子質(zhì)量是2,則重水中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。

(3)利用海水制取純堿和金屬鎂的流程如下圖所示,試回答問題:

1926年我國化學(xué)家______創(chuàng)立了聯(lián)合制堿法,促進(jìn)了世界制堿技術(shù)的發(fā)展,其第Ⅲ步反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________;

②步驟Ⅴ中所加試劑是__________。

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖為某些物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系.E為常見的堿,F常作食品干燥劑,M為石膏的主要成分.部分反應(yīng)物和生成物已略去.

(1)化學(xué)式:C________F_________

(2)反應(yīng)①、③的化學(xué)方程式:

_____________________________________________,

_____________________________________________

(3)能體現(xiàn)明代《天工開物》中煤餅燒石成灰的反應(yīng)是_____(選填反應(yīng)序號)

(4)工業(yè)上可用BH合成乙醇(C2H6O),反應(yīng)中BH的質(zhì)量比為______

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實驗室常用如圖所示裝置測定空氣里氧氣含量.

(1)進(jìn)行實驗前,先向集氣瓶內(nèi)加入少量的水,并將水面上方的空間分為_____等份;

(2)該實驗中要求紅磷過量,你認(rèn)為是否有道理?_____(”),你的理由是_____

(3)點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞緊,等紅磷熄滅并冷卻后,打開彈簧夾,可以看到的現(xiàn)象是_____,說明空氣中的氧氣被消耗了,消耗的氧氣約占空氣體積的_____

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同步練習(xí)冊答案