锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下: (1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为。 (2)第③步反应的离子方程式是。
(3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:、。 (4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g,第③步反应中加入20.0ml3.0mol/L的H2SO4溶液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3,则至少有gNa2CO3参加了反应。
金属单质及其化合物在生产生活中应用非常广泛,废旧金属的回收利用是重要研究课题。某学习小组在实验室中模拟利用含铜废料(主要成分为Cu和CuO,还有少量的A1,Fe及其氧化物)生产胆矾,其实验方案如下:(1)上述流程中,操作1所得“滤液”的主要成分为_____________;(2)酸溶后所得溶液中的溶质主要有_____________;(3)请写出酸溶过程单质铜发生反应的离子方程式___________;该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________;(4)试剂可以是________________;(5)操作3是一系列操作.其操作为______________、冷却结晶、过滤、___________、小心干燥。
氯气是一种重要的工业原料。(1)实验室可用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,反应的化学方程式是:_______________________________________________________________________。(2)资料显示:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O。某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质:①在该实验中,甲部分的装置是__________(填字母)。如何检查该装置的气密性?______________________________________________。②乙装置中FeCl2溶液与Cl2:反应的离子方程式是_______________。③丙装置中通人少量Cl2,可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。已知碳酸的酸性强于次氯酸.则丙中发生反应的化学方程式是____________。④该实验存在明显的缺陷.改进的方法是________________________________________________。
(12分)实验室有一包暗红色粉末样品可能是MgCO3、Fe2O3和FeO的混合物。经测定后,结论是不存在FeO。I.某学生想自己设计实验方案,以证明样品中确实没有FeO。除样品外,实验室只提供以下试剂:KMnO4溶液、稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液,请你描述实验操作的步骤、实验现象和结论:__________________________________________________。Ⅱ.测定混合物中Fe2O3的含量实验室可用多种方法测定上述样品中Fe2O3的质量分数,某同学准备用如图所示各仪器 按一定顺序连接成一套完整的装置进行实验,以测定Fe2O3的质量分数。请回答下列问题:(1)盛装盐酸的仪器的名称是___________,装置的连接顺序是___________→____________→____________→____________(填图中序号字母,各仪器只能选用一次)。(2)实验过程中需要持续通入空气,其作用除可以起到“搅拌”A、D中反应物以实现充分反应外,还有一个重要作用是________________________________________________。(3)为提高测定的准确度,在B中最应加入的物质是下列各项中的_____________(填序号)。a.饱和NaHCO3溶液 b.蒸馏水c.浓硫酸 d.NaOH溶液(4)在进行实验方案评价时,有同学认为不必测定A中沉淀的质量,而只要测出装置A在吸收反应产生的气体前后的质量差,就能完成实验要求。实验证明,若用此法测得Fe2O3的质量分数将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”之一)。
(15分)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程。 烧瓶C中发生反应如下: Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq) (I) 2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) (II) S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (III) (1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若 ,则整个装置气密性良好。装置D的作用是 。装置E中为 溶液。 (2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为 。 (3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择 。 a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液 (4)实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是 。 (5)已知反应(III)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是 。 (6)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩冷却,过滤,洗涤,干燥,即得到粗产品(主要含有Na2S2O3•5H2O和其他杂质)。某兴趣小组为测定该产品纯度,准确称取4.96g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol•L¯1碘的标准溶液滴定。反应原理为:2S2O32-+I2=S4O62-+2I¯,滴定至终点时,滴定起始和终点的液面位置如下图,则产品的纯度为_________。 经仪器分析,该产品纯度为16%,分析该兴趣小组测定产品纯度偏差的原因(忽略人为误差)_______。 [M(Na2S2O3•5H2O)=248g/mol]
甲同学进行Fe2+还原性的实验,针对异常现象进行探究。步骤一:制取FeCl2溶液。向0.1 mol•L-1 FeCl3溶液中加足量铁粉振荡,静置后取上层清液,测得pH<1。步骤二:向2 mL FeCl2溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1 KSCN溶液,无现象;再滴加5滴5% H2O2溶液(物质的量浓度约为1.5 mol•L-1、pH约为5),观察到溶液变红,大约10秒左右红色褪去,有气体生成(经检验为O2)。(1)用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因: 、 。(2)甲探究步骤二中溶液褪色的原因:I.取褪色后溶液两份,一份滴加FeCl3溶液无现象;另一份滴加KSCN溶液出现红色;II.取褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。III.向2 mL 0.1 mol•L-1 FeCl3溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1 KSCN溶液,变红,通入O2,无明显变化。实验I的说明 ;②实验III的目的是 。得出结论:溶液退色的原因是酸性条件下H2O2将SCN-氧化成SO42-。(3)甲直接用FeCl2·4H2O配制 ① mol•L-1 的FeCl2溶液,重复步骤二中的操作,发现液体红色并未褪去。进一步探究其原因:I.用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl3溶液,前者有丁达尔效应,后者无。测所配FeCl2溶液的pH,约为3。由此,乙认为红色不褪去的可能原因是 ② 。II.查阅资料后推测,红色不褪去的原因还可能是pH较大时H2O2不能氧化SCN-。乙利用上述部分试剂,通过实验排除了这一可能。乙的实验操作及现象是: