电池是日常必备用品之一,但它也是环境污染的一个重要来源。下面是某兴趣小组利用废旧锌锰干电池作为原料,并进行相关探究的过程。
【知识储备】
(1)锌锰电池的构造和组成(见图)。
(2)结晶水合物的特殊性质:在逐步升高温度条件下,
结晶水合物能失去部分或者全部结晶水,如蓝色的胆矾
晶体(CuSO4 •5H2O)受热时可失去结晶水变为白色的无
水硫酸铜粉末(CuSO4)。
(Ⅰ)制备皓矾晶体(ZnSO4•xH2O)
小组同学参观了某回收废旧锌锰电池的工厂,其回收工艺流程如图:
将滤液2蒸发浓缩、冷却结晶可得到皓矾晶体(ZnSO4•xH2O),蒸发时要用要用玻璃棒不断搅拌,目的是防止 引起液滴飞溅。
(Ⅱ)兴趣拓展——回收二氧化锰
实验(Ⅰ)中部分步骤可回收较纯净的二氧化锰固体。
(1)小王同学认为试剂a为水,你认为能不能实现实验目的?答: 。
(2)在空气中充分灼烧的目的是 。
(Ⅲ)皓矾晶体中结晶水含量的测定
小组同学将部分皓矾晶体(ZnSO4•xH2O)带回实验室,用下图装置测定晶体中结晶水的含量(图中半透膜可让气体通过又可防止固体粉末进入导管)。
测定方法:称取28.7g晶体置于C装置的硬质玻璃管中,加热至完全失去结晶水:
(ZnSO4•xH2O ZnSO4 + xH2O),冷却至常温后,称量玻璃管中固体其质量为16.1g。
(1)B中的试剂可从下列物质中选取,你的选择是 。
A、浓硫酸 B、硝酸银溶液 C、饱和碳酸钠溶液 D、澄清石灰水
(2) 实验过程中若不通入CO2测得的结果将 (填“偏大”、 “偏小”或“无影响”)。
(3)根据实验结果,计算皓矾晶体中结晶水的x值为 。
某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链(如下图所示),大大提高了资源利用率,减少了环境污染。请填写:
(1)氯碱厂用电解饱和食盐水的方法制取烧碱,同时得到氯气和氢气。写出其化学方程式: 。
(2)钛冶炼厂氯化车间的氯化过程发生如下反应: 2FeTiO3+6C+7Cl2=2X+2TiCl4+6CO,则X的化学式为 。
(3)试写出TiCl4与Mg反应生成金属Ti的化学方程式 ,该反应属于 (填“化合”或“分解”或“置换”或“复分解”) 反应。上述反应需在氩气环境中进行,理由是 。上述反应制得的金属钛往往会混有另外一种金属单质杂质,该杂质为:______________;可以用何种试剂除去______________(填试剂名称)。
(4)同温同压下,任何气体之间的体积比就是它们的分子数之比。在一定条件下用H2和CO化合生成甲醇(化学方程式是2H2 + CO === CH3OH),则合成甲醇时,H2和CO两种气体的体积比应为 。
实验室制下列三种气体
A.O2:2KClO32KCl+3O2↑
B.CO2:
C.Cl2:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
说明:Cl2是一种黄绿色、有刺激性气味、密度比空气大、能溶于水的气体。
写出制CO2的反应方程式
有下列三种制气装置
两种集气装置
制取CO2应选取的发生装置是 ,应选用Ⅲ装置制取的气体是 ;
用Ⅳ装置收集Cl2应从 口进气,上述三种气体中,能用Ⅴ装置收集的气体有 ,应从 口进气。
A中制O2后,从剩余固体中分离出MnO2的操作有 (不需烘干),所用到的玻璃仪器有 。
用100g 36.5%的浓盐酸与足量MnO2混合加热,理论上能制得Cl2的质量为 g,而实际收集到的Cl2质量远远小于这个数值,若操作正确,装置不漏气,则可能的原因有
, (任写两个)
某固体可能由Na2SO4,NaCl,Na2CO3,KNO3中的一种或几种组成,现进行如下实验:
试回答:
⑴.白色沉淀A的化学式为________________;
⑵.原固体中一定含有_______________________,一定不含有_______________________,
可能含有____________________;
⑶.为检验上述可能含有的物质是否一定存在,某同学又设计了如下实验方案:(请补充完整)
取少量固体溶于水,____________________________________________________________。
空气中CO2浓度的持续走高引起人们的高度重视。一些科学家认为,人类不仅要努力减少CO2的排放,还要尽快想办法清除空气中过多的CO2。为此,他们设想了一系列“捕捉”CO2的方法。
方法Ⅰ:一些科学家利用太阳能加热的反应器“捕捉”空气中的CO2,如下图所示。
步骤二中发生反应的化学方程式是 。
方法Ⅱ:另一些科学家利用NaOH溶液的喷淋“捕捉” 空气中的CO2,如图所示。
(1)NaOH溶液喷成雾状是为了 。
(2)上图a环节中,发生反应的化学方程式为
; 。
评价:上述两种方法在化学原理上都是可行的,但在实际应用中仍存在很多问题,例如:
方法Ⅰ将受到地域的限制;方法Ⅱ 。
(1)原子数相同、核外电子总数也相同的粒子(分子或离子)互称为等电子体,等电子体往往具有相同的结构和相似的性质,写出下列各粒子的等电子体:CH4 、NO3- 。
(2)金属和碳形成的化合物都可以看作离子化合物,可以与水发生复分解反应生成相应的金属氢氧化物和碳氢化合物。如CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑。试写出下列金属碳化物与水反应生成的碳氢化合物的化学式:ZnC2 、Zn2C3 。