某工厂采用联合焙烧法以辉铋矿(主要成分为,含有杂质)与软锰矿(主要成分为)为原料制备和,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的分解为,转变为;
②金属活动性:;
③常温下,相关金属离子形成氢氧化物的范围如下:
回答下列问题:
(1)写出“联合焙烧”时和反应生成的化学方程式:_______ 。
(2)在空气中单独焙烧生成,同时产生一种气体产物,若用过量的溶液吸收该气体,则所得溶液的溶质为_______ 。
(3)“酸浸”时转化为,则生成的气体A为_______ (填化学式)
(4)“转化”时加入金属的目的是_______ (用离子方程式表示)
(5)若沉淀完全时溶液中的金属离子浓度为,则由表中数据计算可得:_______ 。
(6)水解生成的离子方程式为_______ 、
(7)若取铋含量为的辉铋矿,经过上述流程(铋元素在整个流程中损失率为),计算可制得固体的质量约为,实测干燥的产品产量高于计算值的原因是_______ 。
已知:①焙烧时过量的分解为,转变为;
②金属活动性:;
③常温下,相关金属离子形成氢氧化物的范围如下:
离子 | 开始沉淀 | 完全沉淀 |
6.3 | 8.3 | |
1.6 | 3.1 | |
8.1 | 10.1 |
(1)写出“联合焙烧”时和反应生成的化学方程式:
(2)在空气中单独焙烧生成,同时产生一种气体产物,若用过量的溶液吸收该气体,则所得溶液的溶质为
(3)“酸浸”时转化为,则生成的气体A为
(4)“转化”时加入金属的目的是
(5)若沉淀完全时溶液中的金属离子浓度为,则由表中数据计算可得:
(6)水解生成的离子方程式为
(7)若取铋含量为的辉铋矿,经过上述流程(铋元素在整个流程中损失率为),计算可制得固体的质量约为,实测干燥的产品产量高于计算值的原因是
更新时间:2023-02-14 13:43:00
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(0.4)
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【推荐1】我国科学家研制的第二代“彩虹鱼”万米级深海着陆器所用的金属材料主要是钛合金。以钛铁矿(成分:FeTiO3及少量Fe2O3、FeO等杂质)为主要原料制钛的流程如下:
已知:①钛在常温下不与强酸、强碱反应:
②Ti4+易水解生成TiO2+,TiO2+进一步水解可得H2TiO3。
(1)“废气”中含有少量空气污染物,其分子式为___________ 。
(2)“150-200°C溶煮”时生成Fe2(SO4)3和TiOSO4且有气体产生,写出生成TiOSO4反应的化学方程式___________ 。
(3)沉淀池中加入Fe时,开始无气泡,溶液由棕黄色变浅绿色,片刻后有无色无味气体产生。写出Fe参与的离子反应方程式___________ 。
(4)“加热煮沸”操作的主要目的是___________ 。
(5)简述“精炼”阶段,从Ti、Mg混合物获得Ti的实验方案是___________ 。
已知:①钛在常温下不与强酸、强碱反应:
②Ti4+易水解生成TiO2+,TiO2+进一步水解可得H2TiO3。
(1)“废气”中含有少量空气污染物,其分子式为
(2)“150-200°C溶煮”时生成Fe2(SO4)3和TiOSO4且有气体产生,写出生成TiOSO4反应的化学方程式
(3)沉淀池中加入Fe时,开始无气泡,溶液由棕黄色变浅绿色,片刻后有无色无味气体产生。写出Fe参与的离子反应方程式
(4)“加热煮沸”操作的主要目的是
(5)简述“精炼”阶段,从Ti、Mg混合物获得Ti的实验方案是
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(0.4)
解题方法
【推荐2】从某铋(Bi)、锌的冶炼厂的高铟烟灰(主要含ZnO、、、、)中提取铟和铋的流程如图:
已知:不溶于稀硫酸;难溶于水。
回答下列问题:
(1)“滤液1”中含有的金属阳离子有_______ (填离子符号)。
(2)“酸浸”过程中使用稀硫酸而不用75%的)溶液,其原因是_______ 。
(3)“酸溶”生成的中,Bi元素的化合价为_______ 。
(4)“转化2”时发生反应的化学方程式为_______ 。
(5)“系列操作”的流程如下:
已知:“萃取”时发生反应:(金属阳离子)(有机液)(有机液);与相似,易水解。
①试剂X的名称为_______ ,“萃取”和“反萃取”的目的是_______ 。
②关于虚线框内的实验步骤,下列说法正确的是_______ (填标号)。
A.可以提高溶液的浓度
B.烧碱溶液可用纯碱溶液代替
C.需用到分液漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器
(6)akg的高铟烟灰经上述流程后,得到质量分数为w的产品bg,则高铟烟灰中Bi的百分含量为_______ (用含a、b、w的计算式表示)。
已知:不溶于稀硫酸;难溶于水。
回答下列问题:
(1)“滤液1”中含有的金属阳离子有
(2)“酸浸”过程中使用稀硫酸而不用75%的)溶液,其原因是
(3)“酸溶”生成的中,Bi元素的化合价为
(4)“转化2”时发生反应的化学方程式为
(5)“系列操作”的流程如下:
已知:“萃取”时发生反应:(金属阳离子)(有机液)(有机液);与相似,易水解。
①试剂X的名称为
②关于虚线框内的实验步骤,下列说法正确的是
A.可以提高溶液的浓度
B.烧碱溶液可用纯碱溶液代替
C.需用到分液漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器
(6)akg的高铟烟灰经上述流程后,得到质量分数为w的产品bg,则高铟烟灰中Bi的百分含量为
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(0.4)
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【推荐3】工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
(1)步骤Ⅰ是在反射炉中进行的。把黄铜矿和石英砂混合加热到1 000 ℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是________________ 、________________ 。
(2)步骤Ⅱ是在转炉中发生的。冰铜含Cu量为20%~50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂),在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O。生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的泡铜,该过程发生反应的化学方程式分别是__________________ 、__________________ 。气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________ 吸收(填字母)。
a.浓硫酸 b.稀硝酸
c.NaOH溶液 d.氨水
(3)步骤Ⅲ是由泡铜冶炼粗铜的反应,反应方程式为____________________ 。
(1)步骤Ⅰ是在反射炉中进行的。把黄铜矿和石英砂混合加热到1 000 ℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是
(2)步骤Ⅱ是在转炉中发生的。冰铜含Cu量为20%~50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂),在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O。生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的泡铜,该过程发生反应的化学方程式分别是
a.浓硫酸 b.稀硝酸
c.NaOH溶液 d.氨水
(3)步骤Ⅲ是由泡铜冶炼粗铜的反应,反应方程式为
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(0.4)
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【推荐1】Cu和Fe2O3在工农业生产中用途广泛,用黄铜矿(主要成分为CuFeS2,其中Cu为+2价,Fe为+2价)制取Cu和Fe2O3的工艺流程如图所示:(1)将黄铜矿粉碎的目的是__________ 。
(2)CuFeS2中S元素的化合价是______ ,高温焙烧时生成FeS及另外两种产物,则发生的化学反应方程式为____________ 。
(3)操作a为____________ 。
(4)向滤液A中通入Cl2的目的是__________ 。
(5)向溶液B中通入NH3发生反应的离子方程式为___________ 。
(6)工业上用生物法处理H2S的原理为(硫杆菌作催化剂):H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O
由下图可知,使用硫杆菌的最佳温度为______ ℃,若反应温度过高,反应速率下降,其原因是_______________ 。
(2)CuFeS2中S元素的化合价是
(3)操作a为
(4)向滤液A中通入Cl2的目的是
(5)向溶液B中通入NH3发生反应的离子方程式为
(6)工业上用生物法处理H2S的原理为(硫杆菌作催化剂):H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O
由下图可知,使用硫杆菌的最佳温度为
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(0.4)
解题方法
【推荐2】利用水钴矿(主要成分为、、FeO、、)制备二次电池添加剂的流程如下。
已知:i.沉淀过快无法形成,在碱性溶液中易被氧化。
ii.25℃时,,的。
(1)“酸浸”中与、发生反应的离子方程式为___________ 。
(2)“沉铁”中被与空气混合产生的自由基氧化,被还原为___________ 。
(3)“萃取”可分离Co、Mn元素。下列物质可作萃取剂的是___________ 。(填标号)
A. B. C.
(4)过程中:
①“沉钴”中,的离子方程式为___________ ,该反应的___________ 。
②制备,先加氨水再加NaOH溶液的理由是___________ 。
③“沉钴”中使用热NaOH溶液的目的是___________ 。
(5)晶胞如图。
①处于形成的___________ 空隙中。
②晶胞密度为___________ (列出表达式即可)。
已知:i.沉淀过快无法形成,在碱性溶液中易被氧化。
ii.25℃时,,的。
(1)“酸浸”中与、发生反应的离子方程式为
(2)“沉铁”中被与空气混合产生的自由基氧化,被还原为
(3)“萃取”可分离Co、Mn元素。下列物质可作萃取剂的是
A. B. C.
(4)过程中:
①“沉钴”中,的离子方程式为
②制备,先加氨水再加NaOH溶液的理由是
③“沉钴”中使用热NaOH溶液的目的是
(5)晶胞如图。
①处于形成的
②晶胞密度为
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】七水硫酸锌可用作媒染剂、木材防腐剂和造纸工业漂白剂等。利用锌渣(主要成分为ZnO,还含有少量FeO、CuO、PbO、SiO2)制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如下。
回答下列问题:
(1)锌位于元素周期表的第___________ 周期。
(2)为了提高“酸浸”效果,可采取的措施有___________ (答两点)。
(3)滤渣①的主要成分有___________ (填化学式)。
(4)“氧化”操作的第一步是向滤液①中加入漂白粉,产生了一种刺激性气体,充分反应后过滤,该步反应的离子方程式为___________ ,第二步加入CaO的主要作用为___________ 。
(5)“置换”操作中加入锌粉的主要目的为___________ 。
(6)“操作X”的操作步骤为___________ 、冷却结晶、过滤洗涤干燥。
回答下列问题:
(1)锌位于元素周期表的第
(2)为了提高“酸浸”效果,可采取的措施有
(3)滤渣①的主要成分有
(4)“氧化”操作的第一步是向滤液①中加入漂白粉,产生了一种刺激性气体,充分反应后过滤,该步反应的离子方程式为
(5)“置换”操作中加入锌粉的主要目的为
(6)“操作X”的操作步骤为
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(0.4)
【推荐1】某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法对铬铁矿(主要成分,含氧化物杂质)进行处理制备高价铬盐的工艺流程如图。
已知:①最高价铬酸根在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在:
②在水溶液中以的形式存在。
回答下列问题:
(1)铬铁矿在高温反应前需要进行的处理是
(2)“高温连续氧化”工序中发生反应的化学方程式为
(3)下列物质可以替代的是
a. b. c.
(4)工序1的名称为
(5)该工艺可以利用滤渣1提取,下图是晶胞,已知晶胞密度是,用表示阿伏加德罗常数的值,则
(6)气体是
(7)若工序2中的铝元素恰好完全转化为沉淀,此时溶液中的
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【推荐2】工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4的工艺流程如图:
已知:①PbCl2难溶于冷水,易溶于热水。
②PbCl2(s)+2Cl-(aq) (aq)ΔH>0
③Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5
(1)“浸取”时需要加热,充分反应后生成Na2PbCl4、S、FeCl3等物质,其中生成FeCl3的化学方程式为______ 。
(2)“滤渣2”的主要成分是______ 。
(3)“沉降”操作时加入冰水的原因是______ 。
(4)上述流程中滤液可循环利用,试剂X是______ (填化学式)。PbCl2经“沉淀转化”后得到PbSO4,若用1LX溶液转化10mol的PbCl2,则X溶液的最初物质的量浓度不得低于______ 。
(5)硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池。铅蓄电池充电时,正极与电源的______ 极相连,其电极反应式为______ 。充电过程中转移2mole-时,两电极材料共______ (填“增加”或“减少”)的质量为______ g。
已知:①PbCl2难溶于冷水,易溶于热水。
②PbCl2(s)+2Cl-(aq) (aq)ΔH>0
③Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5
(1)“浸取”时需要加热,充分反应后生成Na2PbCl4、S、FeCl3等物质,其中生成FeCl3的化学方程式为
(2)“滤渣2”的主要成分是
(3)“沉降”操作时加入冰水的原因是
(4)上述流程中滤液可循环利用,试剂X是
(5)硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池。铅蓄电池充电时,正极与电源的
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【推荐3】工业上用红土镍矿(主要成分为NiO,含 CoO、FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和SiO2)制备 NiSO4·6H2O。工艺流程如下所示。
已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH:
(1)加入H2SO4在高压下进行酸浸。充分浸取后过滤出的酸浸渣的主要成分为_______ (填化学式)。
(2)氧化、沉铁沉铝时,加入 NaClO 和 Na2CO3溶液共同作用。其中与FeSO4发生氧化还原反应的离子方程式为_______ 。
(3)沉镁沉钙加入NaF溶液,生成MgF2和CaF2.若沉淀前溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3 mol·L-1,当沉淀完全后滤液中c(Mg2+)=1.5×10-6mol·L-1时,除钙率为_______ (忽略沉淀前后溶液体积变化)。(已知:Ksp(CaF2)=1.5×10-10、Ksp(MgF2)=7.5×10-11)
(4)“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:M2+(水相)+2RH (有机相) MR2(有机相)+2H+(水相)。工业上用25%P5O7+5%TBP+70%磺化煤油做萃取剂,萃取时, Co、Ni的浸出率和 Co/Ni分离因素随pH的关系如图所示:
①萃取时,选择pH为_______ 左右。
②反萃取的试剂为_______ 。
(5)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系。
由 NiSO4溶液获得稳定的NiSO4·6H2O 晶体的操作依次是蒸发浓缩、_______ 、过滤、洗涤、干燥。
已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH:
金属离子 | Ni2+ | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Co2+ | Mg2+ |
开始沉淀时的pH | 6.8 | 4.1 | 2.2 | 7.5 | 7.2 | 9.4 |
沉淀完全时的pH | 9.2 | 5.4 | 3.2 | 9.0 | 9.0 | 12.4 |
(2)氧化、沉铁沉铝时,加入 NaClO 和 Na2CO3溶液共同作用。其中与FeSO4发生氧化还原反应的离子方程式为
(3)沉镁沉钙加入NaF溶液,生成MgF2和CaF2.若沉淀前溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3 mol·L-1,当沉淀完全后滤液中c(Mg2+)=1.5×10-6mol·L-1时,除钙率为
(4)“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:M2+(水相)+2RH (有机相) MR2(有机相)+2H+(水相)。工业上用25%P5O7+5%TBP+70%磺化煤油做萃取剂,萃取时, Co、Ni的浸出率和 Co/Ni分离因素随pH的关系如图所示:
①萃取时,选择pH为
②反萃取的试剂为
(5)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系。
温度 | 低于30.8℃ | 30.8℃~53.8℃ | 53.8℃~280℃ | 高于280℃ |
晶体形态 | NiSO4·7H2O | NiSO4·6H2O | 多种结晶水合物 | NiSO4 |
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐1】I.已知氯化铝在180 ℃ 能升华。某净水剂M的组成为AlCl3·2X。取M进行如下实验:
请回答下列问题:
(1)M的化学式为_____________ 。
(2)将固体X隔绝空气充分灼烧的化学方程式为__________ 。
(3)在混合晶体C的水溶液中加入过量稀NaOH溶液,发生反应的离子方程式为________ 。
II.CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究。
[资料查阅]
[实验探究]该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器省略)。
请回答下列问题:
(1)D装置中发生的氧化还原反应的离子方程式是________ 。
(2)在实验过程中,观察到B装置中物质由白色变为蓝色,C装置中试纸的颜色变化是___________ 。
(3)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuO杂质,根据资料信息分析,原因是__________ 。
请回答下列问题:
(1)M的化学式为
(2)将固体X隔绝空气充分灼烧的化学方程式为
(3)在混合晶体C的水溶液中加入过量稀NaOH溶液,发生反应的离子方程式为
II.CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究。
[资料查阅]
[实验探究]该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器省略)。
请回答下列问题:
(1)D装置中发生的氧化还原反应的离子方程式是
(2)在实验过程中,观察到B装置中物质由白色变为蓝色,C装置中试纸的颜色变化是
(3)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuO杂质,根据资料信息分析,原因是
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(0.4)
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【推荐2】废旧锌锰电池中的黑锰粉含有MnO2、MnO(OH)、NH4Cl和少量ZnCl2、Fe2O3及炭黑等,为了保护环境、充分利用锰资源,通过如下流程制备MnSO4。
(1)Mn2+的价电子排布式为_______ 。
(2)“焙炒”的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。空气中O2氧化MnO(OH)的化学方程式为_______ 。
(3)探究“酸浸”中MnO2溶解的适宜操作。
实验I.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡:再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
实验Ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
①实验I中MnO2的作用是_______ ,实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为_______ 。
②由实验可知,“酸浸”溶解MnO2时加入试剂的顺序是_______ 。
(4)最近科学家研制出超薄铁磁β-MnSe半导体,β-MnSe的晶胞结构如图所示。β-MnSe中Mn的配位数为_______ 。
(5)MnSO4可通过反应制得Mn3O4,在加热烘干Mn3O4过程中常常混有Mn2O3杂质,现对样品中Mn3O4的含量进行测定。取Mn3O4样品22.19g加入足量浓盐酸并加热,得到标准状况下2.24L氯气。(Mn3O4和Mn2O3在加热时均能和浓盐酸反应生成MnCl2)计算样品中Mn2O3的质量分数为_______ 。(写出计算过程)
(1)Mn2+的价电子排布式为
(2)“焙炒”的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。空气中O2氧化MnO(OH)的化学方程式为
(3)探究“酸浸”中MnO2溶解的适宜操作。
实验I.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡:再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
实验Ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
①实验I中MnO2的作用是
②由实验可知,“酸浸”溶解MnO2时加入试剂的顺序是
(4)最近科学家研制出超薄铁磁β-MnSe半导体,β-MnSe的晶胞结构如图所示。β-MnSe中Mn的配位数为
(5)MnSO4可通过反应制得Mn3O4,在加热烘干Mn3O4过程中常常混有Mn2O3杂质,现对样品中Mn3O4的含量进行测定。取Mn3O4样品22.19g加入足量浓盐酸并加热,得到标准状况下2.24L氯气。(Mn3O4和Mn2O3在加热时均能和浓盐酸反应生成MnCl2)计算样品中Mn2O3的质量分数为
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】工业氯化镁在一定条件下变质为W,W由两种物质W1和W2组成,W1和W2都由四种元素构成碱式盐。
Ⅰ.定性实验表明:W1热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊,而W2受热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊但能使硝酸银产生白色沉淀,两者均有水珠产生。
(1)W1、W2均含有的元素有________ 。
Ⅱ.定量测定:现用如图装置进行定量实验测定W1和W2组成,用管式炉高温加热使W1或W2完全分解,实验结束后,硬质玻璃管内均残留白色固体,装置B和D的质量均增加。
(2)若只通过测定装置B、D的增重来确定W1和W2的组成,则装置的连接顺序为______ (按气流方向,用接口字母表示),其中D的作用是_____ 。装置连接后,首先要进行的操作的名称是_______ 。
(3)利用上述装置进行W1的热分解实验。经测定,装置B和D中质量增重之比Δm(B)∶Δm(D)=22∶9,W1的化学式为_____ 。W1热分解的化学方程式为____ 。若取消冷却玻管进行实验,Δm(B)∶Δm(D)会______ (填“偏大”、“偏小”、“不变”)。
(4)利用上述装置取13.45g W2进行实验,测得B增重3.65 g,则W2的化学式为____ 。
Ⅰ.定性实验表明:W1热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊,而W2受热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊但能使硝酸银产生白色沉淀,两者均有水珠产生。
(1)W1、W2均含有的元素有
Ⅱ.定量测定:现用如图装置进行定量实验测定W1和W2组成,用管式炉高温加热使W1或W2完全分解,实验结束后,硬质玻璃管内均残留白色固体,装置B和D的质量均增加。
(2)若只通过测定装置B、D的增重来确定W1和W2的组成,则装置的连接顺序为
(3)利用上述装置进行W1的热分解实验。经测定,装置B和D中质量增重之比Δm(B)∶Δm(D)=22∶9,W1的化学式为
(4)利用上述装置取13.45g W2进行实验,测得B增重3.65 g,则W2的化学式为
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