【題目】工業(yè)上用菱錳礦(MnCO3)[含F(xiàn)eCO3、SiO2、 Cu2 (OH)2 CO3等雜質(zhì)]為原料制取二氧化錳.其工藝流程示意圖如下圖所示:
已知生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示:
Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | |
開(kāi)始沉淀時(shí) | 8.3 | 6.3 | 2.7 | 4.7 |
完全沉淀時(shí) | 9.8 | 8.3 | 3.7 | 6.7 |
注:金屬離子的起始濃度均為0.1mol·L—1
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)含雜質(zhì)的菱錳礦使用前需將其粉碎,主要目的是__________;鹽酸溶解MnCO3的化學(xué)方程式是____________________________。
(2)向溶液1中加入雙氧水時(shí).發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________。
(3)向?yàn)V液2中加入稍過(guò)量的難溶電解質(zhì)MnS,以除去Cu2+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________________。
(4)將MnCl2轉(zhuǎn)化為MnO2的一種方法是氧化法。其具體做法是用酸化的NaClO3溶液將MnCl2氧化,請(qǐng)完成該反應(yīng)的離子方程式:5Mn2++2ClO3—+____===____+_____+_____。
(5)將MnCl2轉(zhuǎn)化為MnO2的另一種方法是電解法.
①生成MnO2的電極反應(yīng)式是______________________。
②若在上述MnO2溶液中加入一定量的Mn(NO3 )2粉末.則無(wú)Cl2產(chǎn)生.其原因是______。
【答案】增大接觸面積,提高反應(yīng)速率和浸取率 MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O 2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+ MnS+Cu2+=Mn2++CuS 4H2O Cl2↑ 5MnO2 8H+ Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 其它條件不變下,增大Mn2+濃度[或增大c(Mn2+)/c(Cl-)],有利于Mn2+放電(不利于Cl-放電)
【解析】
用菱錳礦(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH) 2CO3等雜質(zhì)]為原料制取二氧化錳,需要分離除雜,結(jié)合流程圖分析各步所加試劑及反應(yīng)。菱錳礦加稍過(guò)量鹽酸二氧化硅不反應(yīng),濾渣1則為SiO2,加雙氧水氧化Fe2+,調(diào)pH至4,沉淀Fe3+,加MnS固體沉淀Cu2+,最后得到MnO2,以此解題。
菱錳礦用鹽酸酸浸,MnCO3、FeCO3、Cu2(OH)2CO3與鹽酸反應(yīng),SiO2不與鹽酸反應(yīng),過(guò)濾得到濾渣1為SiO2,濾液1中含有氯化鎂、氯化亞鐵、氯化銅及剩余的HCl,向?yàn)V液中加入生石灰,調(diào)節(jié)溶液pH=4,加入過(guò)氧化氫將溶液中Fe2+氧化為Fe3+,在pH=4時(shí)氧化得到Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過(guò)濾除去,濾液2中加入MnS,將溶液中Cu2+氧化為CuS沉淀過(guò)濾除去,濾液3中為MnCl2,經(jīng)系列轉(zhuǎn)化得到MnO2,
(1)將菱錳礦粉碎,可以增大接觸面積,提高反應(yīng)速率和浸取率;碳酸鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、二氧化碳與水,反應(yīng)方程式為:MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O;
(2)加入過(guò)氧化氫將溶液中Fe2+氧化為Fe3+,在pH=4時(shí)氧化得到Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,根據(jù)電荷守恒有氫離子生成,反應(yīng)離子方程式為:2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+;
(3)MnS與氯化銅反應(yīng)轉(zhuǎn)化更難溶的CuS,反應(yīng)離子方程式為:MnS+Cu2+=Mn2++CuS;
(4)用酸化的NaClO3溶液將MnCl2氧化得到MnO2,Mn元素發(fā)生氧化反應(yīng),則Cl元素發(fā)生還原反應(yīng)生成Cl2,由于在酸性條件下反應(yīng),根據(jù)電荷守恒可知,生成物中有H+生成,根據(jù)H元素守恒,可知反應(yīng)物中缺項(xiàng)物質(zhì)為H2O,配平后離子方程式為:5Mn2++2ClO3-+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+;
(5)①由題意可知,Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2,發(fā)生氧化反應(yīng),由O元素守恒可知有水參加反應(yīng),由電荷守恒可知應(yīng)有H+生成,電極反應(yīng)式為:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;
②Mn2+、Cl-都在陽(yáng)極放電,二者為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,增大Mn2+濃度[或增大c(Mn2+)/c(Cl-)],有利于Mn2+放電(不利于Cl-放電)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】物質(zhì)的量在計(jì)算中有廣泛的應(yīng)用,請(qǐng)完成下列各小題:
(1)9gH2O與__________gH3PO4所含分子數(shù)相等。
(2)固體X在一定條件下加熱分解,其方程式為2XY↑+2Z↑+2W↑,測(cè)得生成的混合氣體的密度是相同狀況下H2的a倍,則X的相對(duì)分子質(zhì)量為__________。
(3)在同溫同壓下,6.5g某氣體A的分子數(shù)與7gC2H4的分子數(shù)相等,則氣體A在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為__________gL-1(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(4) b%的硫酸溶液與4b%的硫酸溶液等質(zhì)量混合后,所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__________(填“>”、“<”或“=”,下同)2.5b%;如果等體積混合,所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__________2.5b%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】青金石是堿性鋁硅酸鹽礦物,其中含鈉、鋁、硅、硫、氧、氧等元素,曾用來(lái)制作顏料。
(1)在周期表中,與Si的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是_________。
(2) Na+和 Ne互為等電子體,電離能 I2(Na)_________I1(Ne)填"〉”或“<")。
(3)已知氯、硫有多種含氧酸,HClO4中共價(jià)鍵類型有_____,硫酸的結(jié)構(gòu)式為_____。
(4)氫鹵酸(HX)的電離過(guò)程如圖。△H1和△H2的遞變規(guī)律:HF > HCl> HBr >HI,其中△H1(HF)特別大的原因?yàn)?/span>________,影響△H2遞變的因素為________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】相對(duì)分子質(zhì)量為M的氣態(tài)化合物VL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)溶于mg水中,得到溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ω%,物質(zhì)的量濃度cmol/L,密度為ρg/cm3,則下列說(shuō)法正確的是
A. 相對(duì)分子質(zhì)量M可表示為:
B. 溶液密度ρ可表示為:
C. 溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω%可表示為:
D. 物質(zhì)的量濃度C可表示為:
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】含鉻()廢水用硫酸亞鐵銨[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]處理,反應(yīng)中鐵元素和鉻元素完全轉(zhuǎn)化為沉淀。該沉淀經(jīng)干燥后得到nmol FeO·FeyCrxO3。不考慮處理過(guò)程中的實(shí)際損耗,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(2-x)mol
B. 處理廢水中的物質(zhì)的量為mol
C. 反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3nxmol
D. 在FeO· FeyCrxO3中,3x=y
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng):平衡時(shí)測(cè)得A的濃度為0.50mol/L,保持溫度不變,將容器的容積擴(kuò)大到原來(lái)的兩倍,再達(dá)平衡時(shí),測(cè)得A的濃度為0.30mol/L。下列有關(guān)判斷正確的是
A.x+y﹤zB.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
C.B的轉(zhuǎn)化率降低D.C的體積分?jǐn)?shù)升高
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是()
A.將1 mol/L NaAlO2和1.5 mol/L的HCl等體積互相均勻混合:6AlO+9H++3H2O=5Al(OH)3↓+Al3+
B.NaHCO3溶液中加入過(guò)量的Ba(OH)2溶液:2+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O
C.Fe(OH)3溶于HI溶液:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
D.在過(guò)氧化氫里加入酸性的高錳酸鉀:2+3H2O2 + 6H+ =2Mn2+ + 4O2↑+ 6H2O
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】 (1)雄黃(As4S4)和雌黃(As2S3)是提取砷的主要礦物原料,二者在自然界中共生。完成下列填空:
①As2S3和SnCl2在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As4S4和SnCl4并放出H2S氣體. 若As2S3和SnCl2恰好完全反應(yīng),As2S3和SnCl2的物質(zhì)的量之比為_______.該反應(yīng)的氧化劑是_____,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可用_______吸收.
②As2S3和HNO3有如下反應(yīng):__As2S3+__NO3-+_____=__H3AsO4+__S+__NO2↑+_______
A.將方程式補(bǔ)充完整并配平
B.若生成1 mol H3AsO4,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________.
(2)某溫度下將Cl2通入KOH溶液中,反應(yīng)后得到KCl,KClO和KClO3的混合溶液,經(jīng)測(cè)定ClO-和的物質(zhì)的量濃度之比為7:1,則Cl2與KOH反應(yīng)時(shí),氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為___.若5mol Cl2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為______________(用NA表示阿伏伽德羅常數(shù))
(3)某一反應(yīng)體系中有反應(yīng)物和生成物共五種物質(zhì):S,H2S,HNO3,NO,H2O. 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________;若反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移了0.3mol電子,則氧化產(chǎn)物的質(zhì)量是______g;
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Ⅰ.工業(yè)上利用電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣(Cl2)、燒堿和氫氣的化學(xué)方程式是:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(1)用雙線橋表示出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目________,題干中反應(yīng)改寫(xiě)成離子方程式是____。
(2)電解食鹽水的過(guò)程中,被還原的元素是____________,氧化產(chǎn)物是______。
Ⅱ.四氧化三鐵(Fe3O4)磁性納米顆粒穩(wěn)定、容易生產(chǎn)且用途廣泛,是臨床診斷、生物技術(shù)和環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域多種潛在應(yīng)用的有力工具。水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應(yīng)是:3Fe2++2S2O32-+O2+xOH-=Fe3O4↓+S4O62-+2H2O。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應(yīng)中,還原劑是__________。
(2)反應(yīng)的化學(xué)方程式中x=______。
(3)每生成1 mol Fe3O4,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為____mol,被Fe2+還原的O2的物質(zhì)的量為_____mol。
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