【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、Ca、Mg等元素;
②常溫下,CaF2、MgF2的溶度積分別為1.46×10-10、7.42×10-11
③相關(guān)金屬離子c(Mn+)=0.1mol/L形成氯氧化物沉淀時(shí)的pH如下:
金屬離子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
開(kāi)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(wèn)題:
(1)“焙燒”時(shí)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為______________________。
(2)分析下列圖1、圖2,氯化銨焙燒菱鎂礦的最佳條件是:焙燒溫度_________,氯化銨與菱鎂礦粉的質(zhì)量之比為_________。
(3)浸出液“凈化除雜”過(guò)程如下:首先加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式______;然后調(diào)節(jié)溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全,此時(shí)溶液的pH范圍為_________。再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,當(dāng)c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L時(shí),c(Mg2+)=______mol/L
(4)碳化結(jié)晶時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________。
(5)流程中能循環(huán)利用的固態(tài)物質(zhì)是____________。
【答案】MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 500℃ 1.10 MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 5.2≤pH<8.8 5×10-6 Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O NH4Cl
【解析】
根據(jù)流程:將菱鎂礦粉(主要成分是MnCO3,還含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)與氯化銨混合研磨后焙燒:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O,浸出,浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,然后調(diào)節(jié)溶液pH范圍5.2≤pH<8.8使Fe3+、A13+沉淀完全,再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,過(guò)濾除去Fe(OH)3、Al(OH)3、CaF2、MgF2,凈化液的成分主要含有MnCl2,加入碳酸氫銨碳化結(jié)晶,發(fā)生反應(yīng):Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O,過(guò)濾,得到MnCO3產(chǎn)品和濾液NH4Cl,將濾液NH4Cl蒸發(fā)結(jié)晶得到NH4Cl晶體可循環(huán)使用,據(jù)此分析作答。
(1)根據(jù)流程,菱鎂礦粉與氯化銨混合研磨后焙燒得到氨氣、二氧化碳和Mn2+,主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;
(2)由圖可知,錳的浸出率隨著焙燒溫度、氯化銨與菱鎂礦粉的質(zhì)量之比、焙燒時(shí)間增大而提高,到500℃、1.10、60min達(dá)到最高,再增大錳的浸出率變化不明顯,故氯化銨焙燒菱鎂礦的最佳條件是焙燒溫度500℃,氯化銨與菱鎂礦粉的質(zhì)量之比為1.10;
(3)浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;然后調(diào)節(jié)溶液pH使Fe3+、A13+沉淀完全,同時(shí)不使Mn2+沉淀,根據(jù)表可知調(diào)節(jié)溶液pH范圍5.2≤pH<8.8,再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,已知:CaF2、MgF2的溶度積分別為1.46×10-10、7.42×10-11,當(dāng)c(Ca2+)=1.0×10-5mo1L-1時(shí),c2(F-)==1.46×10-5mol/L,c(Mg2+)==5.0×10-6mol/L;
(4)凈化液的成分主要含有MnCl2,碳化結(jié)晶時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(5)根據(jù)分析和流程可知,可以循環(huán)使用的固體物質(zhì)是NH4Cl。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有關(guān)下圖的說(shuō)法正確的是( )
A.a和b連接構(gòu)成原電池,溶液中SO42-移向Cu極
B.a和b連接構(gòu)成原電池,Cu極上發(fā)生還原反應(yīng)
C.a、b分別接直流電源正、負(fù)極,電子從Cu片流向b
D.a、b分別接直流電源正、負(fù)極,可以在Fe片上鍍Cu
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各項(xiàng)比較中前者高于(或大于或強(qiáng)于)后者的是
A. CCl4和SiCl4的熔點(diǎn)
B. 對(duì)羥基苯甲醛()和鄰羥基苯甲醛()的沸點(diǎn)
C. I2在水中的溶解度和I2在CCl4溶液中的溶解度
D. H2SO3和H2SO4的酸性
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和光學(xué)化學(xué)過(guò)程,在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的過(guò)程如下:
下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A. 光照能引發(fā)酸雨的形成
B. 所涉及的變化均為氧化還原反應(yīng)
C. 污染空氣能加快酸雨的形成
D. 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能有效遏制酸雨污染
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是( )
A.高溫下,0.2molFe與足量水蒸氣反應(yīng),生成的H2分子數(shù)目為0.3NA
B.室溫下,pH=13的NaOH溶液中,由水電離的OH-離子數(shù)目為0.1NA
C.氫氧燃料電池正極消耗22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),電路中通過(guò)的電子數(shù)目為2NA
D.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O反應(yīng),生成28gN2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為3.75NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于離子共存或離子反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( )
A.pH=2的溶液中可能大量存在Na+、、
B.某無(wú)色溶液中可能大量存在H+、Cl-、
C.Fe2+與H2O2在酸性溶液中的反應(yīng):2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
D.稀硫酸與Ba(OH)2溶液的反應(yīng):H+++Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-25 kJ·mol-1。某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在1 L體積不變的密閉容器中加入CH3OH,某時(shí)刻測(cè)得各組分的物質(zhì)的量濃度如下表。下列說(shuō)法中不正確的是( )
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
c/mol·L-1 | 0.08 | 1.6 | 1.6 |
A. 此時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B. 容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)
C. 平衡時(shí),再加入與起始等量的CH3OH,達(dá)新平衡后CH3OH轉(zhuǎn)化率不變
D. 平衡時(shí),反應(yīng)混合物的總能量降低40 kJ
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】向密閉容器中充入1.0 mol CO和2.0 mol H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的體積分?jǐn)?shù)為α。若維持容器的體積和溫度不變,起始物質(zhì)按下列四種配比充入該容器中,達(dá)平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)小于α的是
A.0.5 mol CO+2.0 mol H2O(g)+1.0 mol CO2+1.0 mol H2
B.1.0 mol CO+2.0 mol H2O(g)+0.5 mol He
C.1.0 mol CO+1.0 mol H2O(g)+1.0 mol CO2+1.0 mol H2
D.0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.4 mol CO2+0.4 mol H2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】H2S2O3是一種弱酸,實(shí)驗(yàn)室欲用0.01 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,發(fā)生的反應(yīng)為I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,下列說(shuō)法合理的是( )
A.該滴定可用甲基橙作指示劑
B.Na2S2O3是該反應(yīng)的還原劑
C.該滴定可選用如圖所示裝置
D.該反應(yīng)中每消耗2 mol Na2S2O3,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為4NA
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