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题型:解答题-实验探究题 难度:0.4 引用次数:88 题号:10234078
锰酸锂(LiaMnbOc)是动力锂离子电池的一种正极材料,其中的锰元素显+4、+3及+2价三种价态。实验室可通过连续滴定法测定其中锰元素的平均价态
(平均价态=,如Fe3O4中铁元素平均价态为)。实验步骤如图所示:

已知相关部分反应如下:
①2Mn3++C2O42=2Mn2++2CO2↑;Mn4++C2O42=Mn2++2CO2
②2MnO4+5C2O42+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
③14Mn2++2ClO4+28PO43+16H+=14Mn(PO4)23+Cl2↑+8H2O
(1)LiaMnbOc中锂显+1价,氧显-2价,则锰元素的平均价态为_______(用含a、b、c代数式表示)。
(2)判断步骤②滴定达到终点时的判断依据是________。步骤②滴定速度不能过快,否则在酸性的热溶液中高锰酸钾会转化为二氧化锰及氧气,该反应的离子方程式为__________
(3)已知V1=22.00,V2=16.40,根据以上实验数据计算该锰酸锂试样中锰的平均价态(写出计算过程,结果保留2位小数)。_______________
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解答题-实验探究题 | 较难 (0.4)
【推荐1】实验室用如下图所示的装置,模拟工业用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O的过程。

锥形瓶C中发生反应:① Na2S+ H2O+SO2→ Na2SO3+ H2S② 2H2S+ SO2→ 3S↓+ 2 ③S+ Na2SO3 Na2S
(1)若配制11.5mol/L的硫酸50 mL,需98.3%(密度1.84 g/cm3)的浓硫酸______mL,配制所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________
(2)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柱,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。
(3)装置B可用于观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择__________
a 饱和食盐水                                             b 饱和Na2SO3溶液
c 饱和NaHSO3溶液                                   d 饱和NaHCO3溶液
锥形瓶C的溶液中含有Na2S和过量的Na2SO3。已知反应③的速率是三个反应中最慢的,则锥形瓶C中反应达到终点的现象是_________
(4)反应结束后,锥形瓶C的溶液中除含Na2S2O3,还可能含Na2SO3、Na2SO4等杂质。用所给试剂设计实验,检测锥形瓶C的溶液中是否存在Na2SO4(供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液)简要说明实验操作,现象和结论:_____________
(5)实验前锥形瓶C溶液中含有0.08molNa2S和0.04molNa2SO3,反应结束后经一系列操作,得到纯净的Na2S2O3·5H2O晶体19.11g,则Na2S2O3·5H2O产率是_______。(Na2S2O3·5H2O式量248)
2020-03-22更新 | 196次组卷
解答题-实验探究题 | 较难 (0.4)
【推荐2】亚硝酸钙是一种阻锈剂,可用于燃料工业,某兴趣小组拟测定制备Ca(NO2)2的纯度。
[背景素材]
Ⅰ.NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O。
Ⅱ.Ca(NO2)2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO,MnO被还原为Mn2+
Ⅲ.亚硝酸不稳定,易分解,且有一定氧化性,在酸性条件下,Ca(NO2)2能将I-氧化为I2,2NO+4H++2I-=I2+2NO↑+2H2O,S2O能将I2还原为I-,I2+2S2O=2I-+S4O
某组同学测定Ca(NO2)2的纯度(杂质不参加反应),可供选择的试剂:a.稀硫酸b.c1mol·L-1的KI溶液c.淀粉溶液d.c2mol·L-1的Na2S2O3溶液e.c3mol·L-1的酸性KMnO4溶液
(1)利用Ca(NO2)2的还原性来测定其纯度,可选择的试剂是___(填字母序号)。该测定方法发生反应的离子方程式为___
(2)利用Ca(NO2)2的氧化性来测定其纯度的步骤:准确称取mgCa(NO2)2样品放入锥形瓶中,加适量水溶解,加入___,然后滴加稀硫酸,用c2mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至溶液___,读取消耗Na2S2O3溶液的体积,重复以上操作3次,(请用上述给出试剂补充完整实验步骤)。若三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为VmL,则Ca(NO2)2纯度的表达式为___
2020-12-09更新 | 794次组卷
解答题-实验探究题 | 较难 (0.4)
【推荐3】以废弃小铁钉和赤铁矿渣(主要成分为Fe2O3、SiO2和少量Al2O3)为原料均能制备FeSO4•7H2O晶体。
(1)取4g废弃小铁钉,用浓度为10%的Na2CO3溶液清除油污,然后倾析倒去残留的Na2CO3溶液,用蒸馏水洗涤2~3次后,加到如图所示的三颈烧瓶中,再加入15mL4.6mol•L-1的H2SO4溶液。控制70~80℃水浴加热10~15分钟,将所得溶液经趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤等操作,得到FeSO4•7H2O晶体。
①反应前通入N2的作用是_____

②将FeSO4•7H2O晶体在隔绝空气条件下加热到800℃,生成红棕色固体,写出该反应的化学方程式_____
(2)以赤铁矿渣为原料制备FeSO4•7H2O晶体,请补充完整相应的实验方案:取一定量的赤铁矿渣,_____,向滤液中加乙醇,在恒温水浴槽中冷却结晶,过滤,用丙酮洗涤,干燥。(已知该实验中pH=3.5时,Fe3+沉淀完全;pH=4.1时,Al3+开始沉淀。实验中必须使用的试剂:1.0mol•L-1H2SO4、1.0mol•L-1NaOH、铁粉。)
(3)通过下列方法测定产品纯度:准确称取3.000gFeSO4•7H2O样品,加适量水溶解,配成100mL溶液,取20.00mL溶液置于锥形瓶中,用0.02000mol•L-1的酸性KMnO4标准溶液滴定(杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应),经3次测定,每次消耗酸性KMnO4溶液的体积见表:
实验序号123
酸性KMnO4溶液的体积19.98mL20.58mL20.02mL
通过计算确定产品中FeSO4•7H2O的质量分数_____。(写出计算过程,结果保留两位小数)
2022-11-08更新 | 281次组卷
共计 平均难度:一般