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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等） 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 试题正文
  • 实验题
    实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO2和
    KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO4。请回答：
    （1）软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是____________________；
    （2）K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是_________________________；
    （3）若用2.5g软锰矿（含MnO280%）进行上述实验，计算KMnO4的理论产量；
    __________________________________________
    （4）KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应生成Mn2+和CO2，该反应的化学方程式是________________________________；
    （5）上述制得的KMnO4产品0.165g，恰好与0.335g纯Na2C2O4反应完全。计算 该KMnO4的纯度。
    _________________________
    本题信息：2008年高考真题化学实验题难度极难 来源:于丽娜
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本试题 “实验室可由软锰矿（主要成分为MnO2）制备KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸...” 主要考查您对

61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等）

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

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  • 61. 其它金属及化合物（锌、锰、钙、金等）
  • 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

锌的单质及化合物:

①单质锌：
物理性质：锌化学符号是Zn，它的原子序数是30。锌是一种蓝白色金属。密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5℃。在室温下，性较脆；100～150℃时，变软；超过200℃后，又变脆。锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌氧化激烈。燃烧时，发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌的氧化膜熔点高，但金属锌熔点却很低，所以在酒精灯上加热锌片，锌片熔化变软，却不落下，正是因为氧化膜的作用。锌是第四常见的金属，仅次于铁、铝及铜。
化学性质：2Zn+O22ZnO Zn+X2ZnX2(X=F、Cl、Br、I) 3Zn+2PZn3P2 Zn+SZnS
②氢氧化锌 Zn2++2NaOH==Zn(OH)2+2Na+ Zn(OH)2+2H+==Zn2++H2O Zn(OH)2+2OH-==[Zn(OH)4]2- Zn(OH)2+4NH3+2NH4+==[Zn(NH3)4]2++2H2O Zn(OH)2==ZnO+H2O
[Zn(NH3)4]2++2OH-==Zn(OH)2+4NH3↑
③氯化锌 ZnO+2HClZnCl2+H2O ZnCl2+2H2O===Zn(OH)Cl+2HCl ZnCl2+H2O=H2[ZnCl2(OH)2] FeO+H2[ZnCl2(OH)2]==Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu
④硫化锌 2ZnO+2S==2ZnS+O2 Zn2++(NH4)2S==ZnS+2NH4+  ZnSO4+BaS==ZnS+BaSO4  Zn2++H2S==ZnS+2H+
⑤锌的配合物(a)[Zn(NH3)4]2+、(b)[Zn(CN)4]2-

钙的单质及化合物:

①单质钙：活泼金属
②氧化钙：俗称生石灰，白色块状固体；与水反应放出大量热，块状固体变成粉末状CaO+H2O==Ca(OH)2
③氢氧化钙：俗称熟石灰，常用来检验二氧化碳气体Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
④碳酸钙：俗称石灰石，白色固体，不溶于水，常用的建筑材料，实验室常用其和稀盐酸反应制取二氧化碳CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

银的单质及化合物:

①物理性质：银是一种化学元素，化学符号Ag，原子序数47，是一种银白色的贵金属。银性质稳定，质软富有延展性。导热，导电率高，不易受酸碱的腐蚀
②化学性质：银的特征氧化数为+1，其化学性质比铜差，常温下，甚至加热时也不与水和空气中的氧作用。但当空气中含有硫化氢时，银的表面会失去银白色的光泽，这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为： 4Ag+H2S+O2=2Ag2S+2H2O
银不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气，但银能溶解在硝酸或热的浓硫酸中：2Ag+2H2SO4(浓)Ag2SO4+SO2↑+2H2O
银在常温下与卤素反应很慢，在加热的条件下即可生成卤化物：
2Ag+F22AgF暗棕色
2Ag+Cl22AgCl白色
2Ag+Br22AgBr淡黄色
2Ag+I22AgI黄色
银对硫有很强的亲合势，加热时可以与硫直接化合成Ag2S：2Ag+SAg2S
银易溶于硝酸和热的浓硫酸，微溶于热的稀硫酸而不溶于冷的稀硫酸。盐酸和王水只能使银表面发生氯化，而生成氯化银薄膜。
银具有很好的耐碱性能，不与碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐发生作用。


实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)发生装置：固+固气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理：无
(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法
(5)尾气处理：收集法（塑料袋）
(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO2）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)发生装置：固＋液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：水（防倒吸装置）
(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备：

(1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂质分离，得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却；
②加5.5mL3mol/L硫酸，2.5mL浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加2.5mL3mol/L硫酸，0.5mL浓硝酸；
③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离；
④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现；
⑤冷却、过滤；
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例，加热溶于水，趁热过滤；
⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重，计算产率。

实验室制取硫化氢（H2S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）
(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
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