【題目】工業(yè)采用氯化銨焙燒菱錳礦制備高純碳酸錳的流程如圖所示:
已知:①菱錳礦的主要成分是MnCO3,其中含Fe、Ca、Mg、Al等元素。
②Al3+、Fe3+沉淀完全的pH分別為4.7、3.2,Mn2+、Mg2+開(kāi)始沉淀的pH分別為8.1、9.1。
③焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)為MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。
(1)結(jié)合圖1、2、3,分析焙燒過(guò)程中最佳的焙燒溫度、焙燒時(shí)間、分別為_____、_____、_______。
(2)對(duì)浸出液凈化除雜時(shí),需先加入MnO2將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,再調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為_______,將Fe3+和Al3+變?yōu)槌恋矶,然后加?/span>NH4F將Ca2+、Mg2+變?yōu)榉锍恋沓ァ?/span>
(3)“碳化結(jié)晶”步驟中,加入碳酸氫銨時(shí)反應(yīng)的離子方程式為______________。
(4)上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是________。
(5)現(xiàn)用滴定法測(cè)定浸出液中Mn2+的含量。實(shí)驗(yàn)步驟:稱取1.000 g試樣,向其中加入稍過(guò)量的磷酸和硝酸,加熱使反應(yīng)2Mn2+++4+2H+2[Mn(PO4)2]3++H2O充分進(jìn)行;加入稍過(guò)量的硫酸銨,發(fā)生反應(yīng)+N2↑+2H2O以除去;加入稀硫酸酸化,用2.00 mol·L110.00 mL硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,發(fā)生的反應(yīng)為[Mn(PO4)2]3+Fe2+Mn2++ Fe3++2;用0.10 mol·L110.00 mL酸性K2Cr2O7溶液恰好除去過(guò)量的Fe2+。
①酸性K2Cr2O7溶液與Fe2+反應(yīng)的離子方程式為_____________(還原產(chǎn)物是Cr3+)。
②試樣中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。
【答案】 500 ℃ 60min 1.10 4.7≤pH<8.1 Mn2++2MnCO3↓+ CO2↑+H2O NH4Cl 6Fe2+++14H+6Fe3++2Cr3++7H2O 77%
【解析】
本題考查無(wú)機(jī)化工流程,意在考查考生分析和解決化學(xué)問(wèn)題的能力。(1)隨著溫度的升高,錳浸出率逐漸升高,但是500 ℃以后,錳浸出率增加緩慢,并且在500 ℃時(shí),錳浸出率已超過(guò)95%。從節(jié)約能源的角度考慮,焙燒溫度取500 ℃即可;焙燒時(shí)間為60 min時(shí)錳浸出率較大,超過(guò)60 min錳浸出率趨于平緩,因此,實(shí)驗(yàn)選擇最佳的焙燒時(shí)間為60 min;當(dāng)氯化銨與菱錳礦粉質(zhì)量比為1.10∶1時(shí),錳浸出率已經(jīng)很高,繼續(xù)增加氯化銨用量,錳浸出率提高不明顯,因此,氯化銨與菱錳礦粉最佳質(zhì)量比為1.10∶1。(2)Fe3+和Al3+完全沉淀的pH分別是3.2、4.7,調(diào)節(jié)pH不能使Mn2+沉淀,所以pH的范圍是4.7≤pH<8.1。(3)根據(jù)流程,凈化除雜或焙燒后,Mn以+2價(jià)形式存在,加入碳酸氫銨溶液,發(fā)生Mn2++2MnCO3↓+ CO2↑+H2O。(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶后得到的氯化銨可以循環(huán)使用。(5)①Cr2O72-具有強(qiáng)氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,本省被還原成Cr3+,然后采用化合價(jià)升降進(jìn)行配平,離子反應(yīng)方程式為:6Fe2+++14H+6Fe3++2Cr3++7H2O。②首先根據(jù)關(guān)系式6Fe2+~計(jì)算出過(guò)量的Fe2+為0.006 0 mol,然后得出與[Mn(PO4)2]3反應(yīng)的Fe2+為0.020 0 mol0.006 0 mol=0.014 mol,根據(jù)關(guān)系式Mn2+~[Mn(PO4)2]3~Fe2+計(jì)算得出n(Mn2+)=0.014 mol,試樣中的m(Mn)=0.014 mol×55 g·mol1=0.77 g,故試樣中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鈦酸鋰電池應(yīng)用廣泛, 電池放電后負(fù)極材料主要含有Li4Ti5O12、 鋁箔及少量Fe, 可通過(guò)下列工藝流程回收鈦、 鋰;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1) Li4Ti5O12中, Ti元素的化合價(jià)為___, 濾液1中含金屬的陰離子是___(填離子符號(hào))。
(2) 酸浸時(shí) Li4Ti5O12發(fā)生的反應(yīng)是: Li4Ti5O12+7H2SO4+5H2O2=2Li2SO4+5[TiO(H2O2)]SO4+7H2O, 該反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)?___(填 “是” 或 “否”); 濾渣1是___。
(3) 向[TiO(H2O2)]SO4溶液中加入Na2SO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。
(4) 向TiOSO4溶液中通入NH3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。
(5) 沉淀TiO(OH)2用蒸餾水洗滌的目的是___。
(6) 萃取時(shí), 溫度對(duì)萃取率的影響如圖所示。由圖分析知實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇在常溫下進(jìn)行即可, 理由是__。
(7)“萃取” 和 “反萃取” 可簡(jiǎn)單表示為:[TiO(H2O2)]2++2(HA)2 [TiO(H2O2)](HA2)2+2H+,則反萃取過(guò)程中加入的試劑X是___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】離子液體是一類具有很高應(yīng)用價(jià)值的綠色溶劑和催化劑,其中的EMIM+離子由H、C、N三種元素組成,結(jié)構(gòu)如圖所示;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)碳原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為__________,基態(tài)碳原子中,核外電子占據(jù)的最高能級(jí)的電子云輪廓圖為_________形。
(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,NH3、NO3-、NO2-中,中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他兩種粒子的是_______。NH3比PH3的沸點(diǎn)高,原因是_________。
(3)氮元素的第一電離能比同周期相鄰元素都大的原因是____________。
(4)EMIM+離子中,碳原子的雜化軌道類型為______。分子中的大π鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參與形成的大π鍵原子數(shù),n代表參與形成的大π鍵電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),則EMIM+離子中的大π鍵應(yīng)表示為________。
(5)立方氮化硼硬度僅次于金剛石,但熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金剛石,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。立方氮化硼屬于_______晶體,其中硼原子的配位數(shù)為_______。已知:立方氮化硼密度為dg/cm3,B原子半徑為xpm,N原子半徑為ypm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶胞中原子的空間利用率為________(列出化簡(jiǎn)后的計(jì)算式)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】肼(N2H4)與N2O4是火箭發(fā)射中最常用的燃料與助燃劑,回答下列問(wèn)題:
(1)T℃時(shí),將一定量的NO2或N2O4充入一個(gè)容積為2L的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g),保持溫度不變,各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如下表:
①c(Y)代表___________(填化學(xué)式)的濃度,20~40s內(nèi),用NO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為___________。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________。
③60s時(shí)容器內(nèi)混合氣體的密度為_____g·L-1。
④100s時(shí)改變的條件是___________,重新達(dá)到平衡時(shí),與原平衡比較,NO2的體積分?jǐn)?shù)將___________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)①已知2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g) △H=-QkJ·mol-1,相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如表所示。
使 1molN2O4(g)完全分解成相應(yīng)的原子時(shí)需要吸收的能量是___________kJ(用代數(shù)式表示)
②相同溫度下,向Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)恒壓密閉容器中均充入1molN2H4(g)和1molN2O4(g),三個(gè)容器的反應(yīng)壓強(qiáng)分別為p1、p2、p3。在其它條件相同的情況下,反應(yīng)進(jìn)行到tmin時(shí),N2的體積分?jǐn)?shù)如圖所示,此時(shí)容器I___________(填“處于”或“不處于”)化學(xué)平衡狀態(tài),原因是___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)幫助水質(zhì)檢測(cè)站配制480 mL 0.5 mol/LNaOH溶液以備使用。
(1)該同學(xué)應(yīng)用托盤天平稱取NaOH固體_____g。
(2)用質(zhì)量為23.1 g的燒杯放在托盤天平上稱取所需NaOH固體時(shí),請(qǐng)?jiān)诟奖碇羞x取所需的砝碼大小(填字母)__________,并在下圖中選出能正確表示游碼位置的選項(xiàng)(填字母) ____________。
(3)配制時(shí),正確的操作順序是________
A.用30mL蒸餾水洗滌燒杯2-3次,洗滌液均注入容量瓶中,振蕩
B.用天平準(zhǔn)確稱取所需的NaOH的質(zhì)量,加入少量水,用玻璃棒慢慢攪動(dòng),使其充分溶解
C.將已冷卻的氫氧化鈉溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
D.將容量瓶蓋緊,反復(fù)上下顛倒,搖勻
E.改用膠頭滴管滴加蒸餾水,使溶液凹液面恰好與刻度線相切
F.往容量瓶?jī)?nèi)加蒸餾水,直到溶液在刻度線下1~2cm處
(4)若出現(xiàn)以下情況,對(duì)所配溶液濃度將有何影響?(填"偏高""偏低"或"無(wú)影響")
①?zèng)]有進(jìn)行A操作__________
②轉(zhuǎn)移溶液時(shí)不慎將少量的溶液灑在容量瓶外__________
③定容時(shí)俯視刻度線___________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】室溫下,將1.000 mol·L-1鹽酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L-1氨水中,溶液pH和溫度隨加入鹽酸體積變化曲線如下圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A. a點(diǎn)由水電離出的c(OH-)=1.0×10-14 mol·L-1
B. b點(diǎn):c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C. c點(diǎn):c(Cl-)>c(NH4+)
D. d點(diǎn):達(dá)到滴定終點(diǎn)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】室溫下,將 0.10 mol·L-1 鹽酸滴入 20.00 mL 0.10 mol·L-1 氨水中,溶液中 pH 和 pOH 隨加入鹽酸體積變化曲線如圖所示。已知:pOH=-lg c(OH-),下列正確的是
A. M 點(diǎn)所示溶液中可能存在c(Cl-)> c(NH4+)
B. N 點(diǎn)所示溶液中可能存在:c (NH4+)+ c(NH3﹒H2O)= c(Cl-)
C. Q 點(diǎn)鹽酸與氨水恰好中和
D. M 點(diǎn)到Q點(diǎn)所示溶液中水的電離程度先變大后減小
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】碳、氮、氧、磷、硫、鐵,鋅、銅等都是組成蛋白質(zhì)的重要元素;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)Fe的基態(tài)原子的核外電子排布式為_________,3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為____。
(2)在C、N、O、P、S五種元素中,第一電離能最大的元素是_____(填元素符號(hào),下同),電負(fù)性最大的元素是______
(3)氨基乙酸(H2NCH2COOH)是蛋白質(zhì)完全水解的產(chǎn)物之一,其中C原子的雜化軌道類型為______;1molH2NCH2COOH中含有鍵的數(shù)目為_____NA。
(4)蛋白質(zhì)在體內(nèi)部分被氧化生成尿素[CO(NH2)2]、二氧化碳、水等排出體外。
①CO2、H2O分子的空間構(gòu)型分別為_____、_____。
②尿素的熔點(diǎn)為132.7℃,其固體屬于_____晶體。
③尿素易溶于水,其原因除都是極性分子外,還有_________。
(5)Cu與H元素形成某種晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,則該晶體的化學(xué)式為____。若該晶體的密度為ρg·cm—3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶胞的棱長(zhǎng)為_____nm(用含ρ和NA的式子表示)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】張青蓮是我國(guó)著名的化學(xué)家,1991年他準(zhǔn)確測(cè)得In的相對(duì)原子質(zhì)量為114.818,被國(guó)際相對(duì)原子質(zhì)量委員會(huì)采用為新的標(biāo)準(zhǔn)值。下列說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是( )
A. In是In元素的一種核素 B. In原子核內(nèi)有49個(gè)中子
C. In原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和為115 D. In原子核外有49個(gè)電子
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