分析 用90g 碳酸錳礦(主要成分為MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3和雜質(zhì),其中雜質(zhì)不參與反應(yīng))加入過(guò)量試劑a為硫酸,加入試劑b是氧化亞鐵離子為鐵離子,浸出液中二氧化錳被還原為錳離子,通NH3時(shí)調(diào)節(jié)溶液的pH=7沉淀鐵離子和鋁離子,過(guò)濾得到濾液主要為鎂離子、錳離子、氫離子和銨根離子,進(jìn)一步精制除去銨根離子和鎂離子,得到陰極電解液,得到金屬錳;
(1)碳酸錳礦(主要成分為MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3和雜質(zhì),其中雜質(zhì)不參與反應(yīng)),鹽酸中氯離子易被氧化劑氧化,所以選擇硫酸酸溶,已知浸出液中含有Fe2+、Fe3+、Mn2+、Al3+,加入試劑b是氧化亞鐵離子為鐵離子,便于調(diào)節(jié)溶液PH除去;
(2)已知浸出液中含有Fe2+、Fe3+、Mn2+,亞鐵離子具有還原性,二氧化錳酸性條件下具有氧化性;
(3)通NH3時(shí)調(diào)節(jié)溶液的pH=7,鋁離子和鐵離子全部沉淀,錳離子、鎂離子不沉淀;
(4)陰離子移向電解池的陽(yáng)極,A為負(fù)極,B為正極,陰離子交換膜防止陽(yáng)離子通過(guò);
(5)電解時(shí)兩氣孔逸出氣體為氫氣和氧氣,結(jié)合熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到氫氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式;
(6)已知某種物質(zhì)X(相對(duì)分子質(zhì)量209),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物類似于硝酸,且能將Mn2+完全氧化為MnO4-,而自身還原為+3價(jià),若將制得的金屬錳,先用過(guò)量硫酸氧化為Mn2+,則Mn2+與HXO3反應(yīng)的離子方程依據(jù)電子守恒、原子守恒配平得到;
(7)若上述反應(yīng)進(jìn)行完全,并測(cè)得X3+的質(zhì)量為283.15g,物質(zhì)的量=$\frac{283.15g}{209g/mol}$=1.35mol,碳酸錳礦與試劑a反應(yīng),生成的氣體體積為13.44L(標(biāo)況下測(cè)得),氣體為二氧化碳物質(zhì)的量=$\frac{13.44L}{22.4L/mol}$=0.6mol,錳元素守恒,結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算得到,2Mn2++5XO3-+14H+=2MnO4-+5X3++7H2O
MnCO3物質(zhì)的量為1.35mol×$\frac{2}{5}$=0.54mol,計(jì)算得到碳酸錳在原礦中的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
解答 解:用90g 碳酸錳礦(主要成分為MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3和雜質(zhì),其中雜質(zhì)不參與反應(yīng))加入過(guò)量試劑a為硫酸,加入試劑b是氧化亞鐵離子為鐵離子,浸出液中二氧化錳被還原為錳離子,通NH3時(shí)調(diào)節(jié)溶液的pH=7沉淀鐵離子和鋁離子,過(guò)濾得到濾液主要為鎂離子、錳離子、氫離子和銨根離子,進(jìn)一步精制除去銨根離子和鎂離子,得到陰極電解液,得到金屬錳;
(1)碳酸錳礦(主要成分為MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3和雜質(zhì),其中雜質(zhì)不參與反應(yīng)),鹽酸中氯離子易被氧化劑氧化,所以選擇硫酸酸溶,試劑a為硫酸;已知浸出液中含有Fe2+、Fe3+、Mn2+、Al3+,加入試劑b是氧化亞鐵離子為鐵離子,便于調(diào)節(jié)溶液PH除去,試劑b為過(guò)氧化氫(雙氧水),
故答案為:C;過(guò)氧化氫(雙氧水);
(2)二氧化錳酸性條件下具有氧化性,和亞鐵離子酸性條件發(fā)生氧化還原反應(yīng),二氧化錳被還原為錳離子,
故答案為:MnO2在酸性條件下被Fe2+還原為Mn2+;
(3)通過(guò)圖象分析通NH3時(shí)調(diào)節(jié)溶液的pH=7,鋁離子和鐵離子全部沉淀,錳離子、鎂離子不沉淀,則濾渣的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3,此時(shí)溶液中含有的陽(yáng)離子H+、NH4+、Mg2+、Mn2+,
故答案為:Fe(OH)3、Al(OH)3;H+、NH4+、Mg2+、Mn2+;
(4)圖3裝置內(nèi)箭頭表示陰離子移動(dòng)方向,電解池電解原理可知,陰離子移向陽(yáng)極,則B極為正極,采用陰離子交換膜防止Mn2+進(jìn)入陽(yáng)極發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2,造成資源浪費(fèi),
故答案為:正;防止Mn2+進(jìn)入陽(yáng)極發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2,造成資源浪費(fèi);
(5)已知酒精的汽化熱是n kJ/mol,
①C2H5OH(l)=C2H5OH(g)△H=nkJ/mol
②2CO2(g)+6H2(g)→C2H5OH(g)+3H2O(l)△H=-p kJ/mol
③C2H5OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+3H2O(l)△H=-qkJ/mol
電解時(shí)兩氣孔逸出氣體反應(yīng)為氫氣和氧氣發(fā)生的反應(yīng),依據(jù)蓋斯定律計(jì)算(②+③-①)×$\frac{1}{3}$得到的熱化學(xué)方程式為:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-$\frac{p+q+n}{3}$ kJ/mol,
故答案為:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-$\frac{p+q+n}{3}$ kJ/mol;
(6)已知某種物質(zhì)X(相對(duì)分子質(zhì)量209),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物類似于硝酸,則為HXO3,X化合價(jià)為+5價(jià),且能將Mn2+完全氧化為MnO4-,而自身還原為+3價(jià),結(jié)合電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平離子方程式為:2Mn2++5XO3-+14H+=2MnO4-+5X3++7H2O,
故答案為:2Mn2++5XO3-+14H+=2MnO4-+5X3++7H2O;
(7)若上述反應(yīng)進(jìn)行完全,并測(cè)得X3+的質(zhì)量為283.15g,物質(zhì)的量=$\frac{283.15g}{209g/mol}$=1.35mol,碳酸錳礦與試劑a反應(yīng),生成的氣體體積為13.44L(標(biāo)況下測(cè)得),氣體為二氧化碳物質(zhì)的量=$\frac{13.44L}{22.4L/mol}$=0.6mol,錳元素守恒,結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算得到,2Mn2++5XO3-+14H+=2MnO4-+5X3++7H2O
錳元素物質(zhì)的量全部看為MnCO3物質(zhì)的量,化學(xué)方程式計(jì)算為1.35mol×$\frac{2}{5}$=0.54mol,計(jì)算得到碳酸錳在原礦中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.54mol×115g/mol}{90g}$×100%=69.00%,
故答案為:69.00%.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物質(zhì)的分離提純,熱化學(xué)方程式書寫,化學(xué)方程式計(jì)算應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度較大.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 用圖1裝置出去CO2中混有的HCl氣體 | |
B. | 用圖2裝置除去SO2中混有的SO3氣體 | |
C. | 用圖3裝置可以制備并收集Cl2 | |
D. | 用圖4裝置證明苯與液溴能發(fā)生取代反應(yīng) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 液滴中的Cl-由a區(qū)向b區(qū)遷移 | |
B. | 液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-═4OH- | |
C. | 液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH-形成Fe(OH)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹 | |
D. | 若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu-2e-═Cu2+ |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 以石墨作電極電解氯化鎂溶液:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑ | |
B. | 澄清石灰水與少量小蘇打溶液混合:Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O | |
C. | 氯氣通入蒸餾水中 Cl2+H2O═Cl-+ClO-+2 H+ | |
D. | 次氯酸鈉溶液中通入SO2氣體:2ClO-+SO2+H2O═2HClO+SO32- |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 水分子的電子式為 | |
B. | Ca2+基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p6 | |
C. | 基態(tài)氟原子排布圖為 | |
D. | 鉀的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 由:H++OH-→H2O+57.3KJ,可知:含0.5mol H2SO4的濃溶液與含1molNaOH的溶液混合,放熱量大于57.5KJ | |
B. | 從C(石墨)→C(金剛石)-119KJ,可知:金剛石比石墨更穩(wěn)定 | |
C. | 等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量更多 | |
D. | 2gH2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8KJ熱量,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為:2H2(g)+O2(g)→2H2O(1)+285.8KJ |
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