【題目】氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下:

已知:①菱錳礦石主要成分是MnCO3,還含有少量Fe、Al、CaMg等元素;

②相關(guān)金屬離子[c(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氫氧化物沉淀的pH如下:

金屬離子

Al3+

Fe3+

Fe2+

Ca2+

Mn2+

Mg2+

開始沉淀的pH

3.8

1.5

6.3

10.6

8.8

9.6

沉淀完全的pH

5.2

2.8

8.3

12.6

10.8

11.6

回答下列問題:

(1)“焙燒”時主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________

(2)分析下列圖1、圖2、圖3,氯化銨焙燒菱鎂礦的最佳條件是:_________________。

(3)浸出液“凈化除雜”過程如下:首先加入MnO2Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為________________________;然后調(diào)節(jié)溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全。

(4)碳化結(jié)晶時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________,碳化結(jié)晶過程中不能用碳酸銨溶液代替碳酸氫銨溶液可能的原因是___________________。

(5)流程中能循環(huán)利用的固態(tài)物質(zhì)是____________。

【答案】MnCO32NH4ClMnCl22NH3↑+CO2↑+H2O 500m(NH4Cl)∶m(錳礦粉)=1.10 60min MnO22Fe24HMn22Fe32H2O Mn22HCO3MnCO3↓+CO2↑+H2O 碳酸根離子水解程度大,碳酸銨溶液中c(OH-)較大,易產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀 NH4Cl

【解析】

根據(jù)流程圖及題干信息菱錳礦(主要成分是MnCO3,還含少量Fe、AlCa、Mg等元素)與氯化銨混合研磨,焙燒:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O,浸出后FeAl、CaMg得到相應(yīng)的離子,浸出液的成分為:Mn2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+Fe3+、Al3+,加入MnO2Fe2+氧化為Fe3+MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,再調(diào)節(jié)溶液的pH5.2pH8.8Al3+Fe3+變?yōu)槌恋沓,進一步除去Mg2+、Ca2+,得到的凈化液主要含有Mn2+,加入碳酸氫銨發(fā)生反應(yīng):Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O,過濾,濾餅干燥得到MnCO3產(chǎn)品,濾液的主要成分為氯化銨,蒸發(fā)結(jié)晶后可以循環(huán)使用,據(jù)此分析作答。

1)由分析可知,菱錳礦與氯化銨混合研磨,焙燒,主要發(fā)生方程式為:MnCO32NH4ClMnCl22NH3↑+CO2↑+H2O,故答案為:MnCO32NH4ClMnCl22NH3↑+CO2↑+H2O;

2)由圖1可知,500℃之前的浸出率較低,再升高溫度,浸出率變化很小,故氯化銨焙燒菱錳礦的最佳溫度是500℃;由圖2可知,氯化銨與菱鎂礦粉的質(zhì)量之比為1.10時浸出率較高,再增加氯化銨的用量,浸出率升高不明顯,故氯化銨與菱鎂礦粉的最佳質(zhì)量之比為1.10;由圖3可知焙燒60min,浸出率高,再增加焙燒時間,浸出率升高不明顯,焙燒的最佳時間為60min;故答案為:500℃;1.10;60min

3)凈化除雜中加入MnO2Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,故答案為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;

4)由流程分析可知,碳化結(jié)晶是指錳離子與碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸錳、二氧化碳和水,離子方程式為:Mn22HCO3MnCO3↓+CO2↑+H2O;碳酸根離子水解程度大,碳酸銨溶液中c(OH-)較大,易產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀,所以不能用碳酸銨溶液代替碳酸氫銨溶液,故答案為:Mn22HCO3MnCO3CO2↑+H2O;碳酸根離子水解程度大,碳酸銨溶液中c(OH-)較大,易產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀;

5)由流程分析可知,最后濾液的主要成分為氯化銨,蒸發(fā)結(jié)晶后可以循環(huán)使用,故答案為:NH4Cl。

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相關(guān)習(xí)題

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【題目】功能高分子P的合成路線如下:

1A的分子式是C7H8,其結(jié)構(gòu)簡式是________。

2)試劑a_______

3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式:________。

4E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能團:_________

5)反應(yīng)④的反應(yīng)類型是________。

6)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式:________。

7)已知:2CH3CHO 。以乙烯為起始原料,選用必要的無機試劑合成E,合成路線如下,寫出 I,J 的結(jié)構(gòu)簡式:________、________

CH2=CH2CH3CH2BrCH3CH2OHCH3CHOIJE

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【題目】短周期元素ab、cd的原子序數(shù)依次增大,在下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中,甲、乙、丙、丁、戊為上述四種元素組成的二元或三元化合物。其中Ad元素組成的單質(zhì),常溫下乙為液體,丁物質(zhì)常用于消毒、漂白。下列說法錯誤的是

A.簡單離子半徑:cb

B.丙中既有離子鍵又有極性鍵

C.b、c形成的化合物中陰、陽離子數(shù)目比為12

D.a、b、d形成的化合物中,d的雜化方式是sp3

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【題目】高溫下超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu),晶體中氧的化合價部分為0價,部分為2.如圖所示為超氧化鉀晶體的一個晶胞(晶體中最小的重復(fù)單元),則下列說法中正確的是( 。

A. 超氧化鉀的化學(xué)式為KO2,每個晶胞含有4K+4O2-

B. 晶體中每個K+周圍有8O2-,每個O2-周圍有8K+

C. 晶體中與每個K+距離最近的K+8

D. 晶體中,0價氧與2價氧的數(shù)目比為21

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【題目】鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素,回答下列問題:

(1)Zn2+原子核外電子排布式為_______________。

(2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由ZnCu組成。第一電離能I1(Zn)______I1(Cu)大于小于”)。原因是_______________________________。

(3)ZnF2具有較高的熔點(872),其化學(xué)鍵類型是______,ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,原因是_____________________________________。

(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為______,C原子的雜化形式為___________________。

(5)金屬Zn晶體中這種堆積方式稱為_______________。該晶胞中含有的微粒個數(shù)為______。

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【題目】胃舒平主要成分是氫氧化鋁,同時含有三硅酸鎂()等化合物。

(1)鋁單質(zhì)與同周期中非金屬性最強的元素的氣態(tài)氫化物的水溶液之間發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:____________

(2)某元素與鋁元素同周期且原子半徑比鎂原子半徑大,寫出該元素符號______,該元素的最高價氧化物的水化物與鋁元素的最高價氧化物的水化物之間發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:______________

(3)MgO都可以制耐火材料,其原因是______

a. MgO都是白色固體

b. 、MgO都是氧化物

c. 、MgO都有很高的熔點

(4)氫氧化鋁在強酸溶液中的電離方程式________。

(5)明礬常用作凈水劑,結(jié)合相關(guān)理論解釋其凈水原理__________

(6)用于治療胃酸過多的藥物還有多種,請寫出其中一種的化學(xué)式_____________。

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【題目】某同學(xué)進行硫酸銅晶體()結(jié)晶水含量的測定實驗。完成下列填空:

(實驗步驟):

(1)__________(填儀器名稱)準確稱量瓷坩堝的質(zhì)量。

(2)在瓷坩堝中加入一定量的硫酸銅晶體,并稱重。

(3)把盛有硫酸銅晶體的瓷坩堝放在泥三角上慢慢加熱,直到藍色完全變白,然后把坩堝移至_______(填儀器名稱)中冷卻到室溫,并稱重。

(4)重復(fù)上述實驗進行恒重操作,其目的是_______________,直到兩次稱量結(jié)果不超過______克。

(5)下面是該學(xué)生實驗的一次數(shù)據(jù),請完成計算:

坩堝質(zhì)量()

坩堝與晶體的質(zhì)量()

恒重后坩堝與固體質(zhì)量

13.721

24.692

20.631

______(精確到0.01)實驗相對誤差是_________(保留小數(shù)后一位)。

(6)這次實驗中產(chǎn)生誤差的原因可能是_______

a. 硫酸銅晶體中含有不揮發(fā)性雜質(zhì) b. 在加熱過程中發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)生成

c. 加熱時有晶體飛濺出來 d. 加熱失水后露置在空氣中冷卻

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【題目】阿克他利M)是一種抗風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎藥物,其合成路線如下:

1)反應(yīng)1的類型為______________________________。

2)反應(yīng)2的試劑為______________________________

3)寫出的所有含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式______________

4)寫出由對硝基苯乙酸()得到對硝基苯乙酸乙酯的試劑和條件______。

5A的分子式為C7H8,寫出由A合成苯甲醛的合成路線。

(合成路線常用的表示方式為:

_________________________________________________________

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【題目】有機化學(xué)試劑氨基氰(如圖所示)常用于制備磺胺類藥物,抗癌藥等。下列有關(guān)氨基氰說法正確的是(

A.屬于不飽和烴B.分子中所有原子共面

C.水溶性較好D.能發(fā)生取代、加成、消去、氧化等反應(yīng)

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