【題目】研究人員研制利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收硫酸廠的尾氣SO2,制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如下:
已知:浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,還含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金屬離子。PbO2的氧化性大于MnO2。PbSO4是一種微溶物質(zhì)。有關(guān)金屬離子的半徑、形成氫氧化物沉淀時的pH見下表,陽離子吸附劑吸附金屬離子的效果見下圖。
(1)浸出過程中生成Mn2+反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________,
(2)Fe2+被氧化的過程中主要反應(yīng)的離子方程式___________________________________。
(3)在氧化后的液體中加入石灰漿,用于調(diào)節(jié)pH,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至______________范圍。
(4)陽離子吸附劑可用于除去雜質(zhì)金屬離子。請依據(jù)圖、表信息回答,決定陽離子吸附劑吸附效果的因素有__________________________等(寫二點)。
(5)吸附步驟除去的主要離子為_________________。
(6)電解MnSO4、ZnSO4和H2SO4的混合溶液可制備MnO2和Zn,寫出陽極的電極反應(yīng)方程式_____。
(7)CaSO4是一種微溶物質(zhì),已知Ksp(CaSO4)=9.10×10—6,F(xiàn)將c mol·L—1CaCl2溶液與2.00×10—2mol·L—1Na2SO4溶液等體積混合(忽略體積的變化),則生成沉淀時,c的最小值是____。
【答案】SO2+MnO2=MnSO4 2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 4.7 ≤pH<8.3 吸附時間、金屬離子的半徑 、金屬離子的電荷 Pb2+、Ca2+ Mn2+-2e-+2H2O=MnO2↓+4H+ 1.82×10- 3mol/L
【解析】
(1)MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+MnO2=MnSO4;
(2)雜質(zhì)離子中只有Fe2+具有還原性,可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+;
(3)雜質(zhì)中含有Fe3+、Al3+陽離子,從圖可表以看出,大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去,小于8.3是防止Mn2+也沉淀;
(4)根據(jù)題目提供的表格數(shù)據(jù)可知決定陽離子吸附劑吸附效果的因素有吸附時間、金屬離子的半徑、金屬離子的電荷;
(5)吸附步驟除去的主要離子為Pb2+、Ca2+;
(6)二氧化錳是在陽極錳離子失電子生成,電極反應(yīng)為:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2↓+4H+;
(7)根據(jù)沉淀溶度積進行計算。
(1)低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO2,通入SO2浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+MnO2=MnSO4,
故答案為:SO2+MnO2=MnSO4。
(2)雜質(zhì)離子中只有Fe2+具有還原性,可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O,
故答案為:2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O。
(3)雜質(zhì)中含有Fe3+、Al3+陽離子,從圖可表以看出,大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去,小于8.3是防止Mn2+也沉淀,故答案為:4.7≤pH<8.3。
(4)根據(jù)題目提供的表格數(shù)據(jù)可知決定陽離子吸附劑吸附效果的因素有吸附時間、金屬離子的半徑、金屬離子的電荷,故答案為:吸附時間、金屬離子的半徑、金屬離子的電荷;
(5)吸附步驟除去的主要離子為Pb2+、Ca2+,故答案為:Pb2+、Ca2+。
(6)由流程圖中得到產(chǎn)物為二氧化錳和鋅分析,得到鋅是鋅離子在陰極得到電子析出,電極反應(yīng)為:Zn2++2e-=Zn;二氧化錳是在陽極錳離子失電子生成,電極反應(yīng)為:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2↓+4H+,故答案為:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2↓+4H+。
(7)CaSO4是一種微溶物質(zhì),已知Ksp(CaSO4)=9.10×10-6,F(xiàn)將cmol/LCaCl2溶液與2.00×10-2mol/LNa2SO4溶液等體積混合,由于忽略體積的變化,所以混合后氯化鈣和硫酸鈉溶液的濃度都要減半;c(SO42-)=1.00×10-2mol/L,c(Ca2+)=c/2mol/L。由于Ksp(CaSO4)= 9.10×10-6,c(SO42-)c(Ca2+)≥9.10×10-6,則生成沉淀時c(Ca2+)≥(9.10×10-6÷1.00×10-2mol/L)×2=1.82×10-3mol/L,因此c的最小值是1.82×10-3mol/L,故答案為:1.82×10-3mol/L。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下鐵可以和 CO2 發(fā)生反應(yīng):Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。一定溫度下,向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的 CO2 氣體,反應(yīng)過程中 CO2 氣體和 CO 氣體的濃度與時間的關(guān)系如圖所示:
(1)t1 時,正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為 v 正_____v 逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)4 min 內(nèi),CO 的平均反應(yīng)速率 v(CO)=_____。
(3)下列條件的改變能減慢其反應(yīng)速率的是_____(填序號,下同)。
①降低溫度
②減少鐵粉的質(zhì)量
③保持壓強不變,充入 He 使容器的體積增大
④保持容積不變,充入 He 使體系壓強增大
(4)下列描述能說明上述反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是_____。
①v(CO2)=v(CO)
②單位時間內(nèi)生成 n mol CO2 的同時生成 n mol CO
③容器中氣體壓強不隨時間變化而變化
④容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2018年7月12日,我國科學(xué)家姜雪峰教授被評為”全球青年化學(xué)家元素周期表硫元素代言人”,其是目前為止第一位人選的中國學(xué)者。下列說法或推測正確的是
A. 單質(zhì)S不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳
B. 含氧酸的酸性:Cl>S>P
C. 沸點:H2O<H2S<PH3
D. 由H和S形成共價鍵的過程:
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】蜂膠是一種天然抗癌藥,主要活性成分為咖啡酸苯乙酯(I)。合成化合物I的路線如下圖所示:
已知:①
②RCHO+HOOCCH2COOHRCH=CHCOOH
請回答下列問題
(1)化合物A的名稱是_____________;化合物I中官能團的名稱是___________。
(2)G→H的反應(yīng)類型是____________;D的結(jié)構(gòu)簡式是___________________。
(3)寫出化合物C與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。
(4)化合物W與E互為同分異構(gòu)體,兩者所含官能團種類和數(shù)目完全相同,且苯環(huán)上只有3個取代基,則W可能的結(jié)構(gòu)有__________________(不考慮順反異構(gòu))種,其中核磁共振氫譜顯示有6種不同化學(xué)環(huán)境的氫,峰面積比為21:2:1:1:1:1,寫出符合要求的W的結(jié)構(gòu)簡式:________________________________________________________。
(5)參照上述合成路線,設(shè)計由CH3CH—CH2和HOOCCH2COOH為原料制備CH2CH2CH= CHCOOH的合成路線(無機試劑及吡啶任選)。_________________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國科學(xué)家以MoS2為催化劑,在不同電解質(zhì)溶液中實現(xiàn)常溫電催化合成氨,其反應(yīng)歷程與相對能量模擬計算結(jié)果如圖。下列說法錯誤的是( )
A. Li2SO4溶液利于MoS2對N2的活化
B. 兩種電解質(zhì)溶液環(huán)境下從N2→NH3的焓變不同
C. MoS2(Li2SO4溶液)將反應(yīng)決速步(*N2→*N2H)的能量降低
D. N2的活化是N≡N鍵的斷裂與N—H鍵形成的過程
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】銅是重要的金屬,廣泛應(yīng)用于電氣、機械制造、國防等領(lǐng)域,銅的化合物在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途;卮鹣铝袉栴}:
(1)CuSO4晶體中S原子的雜化方式為________,SO42-的立體構(gòu)型為_______________。
(2)超細銅粉可用作導(dǎo)電材料、催化劑等,其制備方法如下:
①NH4CuSO3中金屬陽離子的核外電子排布式為__________________。N、O、S三種元素的第一電離能大小順序為__________________________(填元素符號)。
②向CuSO4溶液中加入過量氨水,可生成[Cu(NH3)4]SO4,下列說法正確的是________
A.氨氣極易溶于水,原因之一是NH3分子和H2O分子之間形成氫鍵的緣故
B.NH3分子和H2O分子,分子空間構(gòu)型不同,氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角
C.Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇,會析出深藍色的晶體
D.已知3.4 g氨氣在氧氣中完全燃燒生成無污染的氣體,并放出a kJ熱量,則NH3的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(g) ΔH=-5a kJ·mol-1
(3)硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)即可得到配合物A,其結(jié)構(gòu)如下左圖所示。
①1 mol氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)含有σ鍵的數(shù)目為________________。
②氨基乙酸鈉分解產(chǎn)物之一為二氧化碳。寫出二氧化碳的一種等電子體:____________(寫化學(xué)式)。
③已知:硫酸銅灼燒可以生成一種紅色晶體,其結(jié)構(gòu)如上右圖所示。則該化合物的化學(xué)式是________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】苯乙烯是一種重要的化工原料,可采用乙苯催化脫氫法制備,反應(yīng)如下:(g) (g)+H2(g) △H=+17.6kJ/mol
(1)在剛性容器中要提高乙苯平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有______
(2)實際生產(chǎn)中往剛性容器中同時通入乙苯和水蒸氣,測得容器總壓和乙苯轉(zhuǎn)化率隨時間變化結(jié)果如圖所示。
①平衡時,p(H2O)=_____kPa,平衡常數(shù)Kp=_____kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))
②反應(yīng)速率V=V正-V逆=k正P乙苯-k逆p苯乙烯p氫氣,k正、k逆分別為正逆反應(yīng)速率常數(shù)。計算a處的______。
(3)O2氣氛下乙苯催化脫氫同可時存在以下兩種途徑:
①a=________。
②途徑I的反應(yīng)歷程如圖所示,下列說法正確的是_____
a.CO2為氧化劑 b.狀態(tài)1到狀態(tài)2形成了O-H鍵
c.中間產(chǎn)物只有() d.該催化劑可提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率
③pCO2與乙苯平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖分析,pCO2為15kPa時乙苯平衡轉(zhuǎn)化率最高的原因______。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】臭氧是常見的強氧化劑,廣泛用于水處理系統(tǒng)。制取臭氧的方法很多,其中高壓放電法和電解純水法原理如下圖所示,下列有關(guān)說法不正確的是
A. 高壓放電法,反應(yīng)的原理為3O22O3
B. 高壓放電出來的空氣中,除含臭氧外還含有氮的氧化物
C. 電解時,由電極經(jīng)聚合固體電解質(zhì)膜流向電極
D. 電解時,電極周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有和
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)乙烯的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工水平。以乙烯為主要原料合成重要的有機化合物路線如下圖所示,請回答下列問題。
A物質(zhì)所含官能團的名稱是________。
(2)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是____________________________________________。
(3)下列物質(zhì)中,不能通過乙烯加成反應(yīng)得到的是________(填序號)。
a. CH3CH3 b. CH3CHCl2 c. CH3CH2Br
(4)葡萄可用于釀酒。檢驗葡萄汁含葡萄糖的方法是:向其中加堿調(diào)至堿性,再加入新制備的Cu(OH)2,加熱,其現(xiàn)象是________________________________________。
(5)葡萄酒密封儲存過程中生成了有香味的酯,酯也可以通過化學(xué)實驗來制備。實驗室用下圖所示裝置制備乙酸乙酯:
①試管a中生成乙酸乙酯的化學(xué)方程式是_______。
②實驗開始時,試管b中的導(dǎo)管不伸入液面下的原因是________。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com