【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,其余為FeCa、MgAl等元素。

②部分陽離子沉淀時溶液的pH

離子

Al3+

Fe3+

Ca2+

Mn2+

Mg2+

開始沉淀的pH

4.1

2.2

10.6

8.1

9.1

沉淀完全的pH

4.7

3.2

13.1

10.1

11.1

③焙燒過程中主要反應(yīng)為MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。

1)結(jié)合如圖1、2、3,分析焙燒過程中最佳的焙燒溫度、焙燒時間、分別為___、______。

如圖1焙燒溫度對錳浸出率的影響

如圖2焙燒時間與錳浸出率的關(guān)系

如圖3氯化銨與菱錳礦粉質(zhì)量比對錳浸出率的影響

2)對浸出液凈化除雜時,需先加入MnO2,作用是____,再調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為___,將Fe3+Al3+變?yōu)槌恋矶ィ缓蠹尤?/span>NH4FCa2+、Mg2+變?yōu)榉锍恋沓ァ?/span>

3)上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_____(填化學(xué)式)。

4)現(xiàn)用滴定法測定產(chǎn)品中錳的含量。實驗步驟:稱取4.000g試樣,向其中加入稍過量的磷酸和硝酸,加熱使產(chǎn)品中的MnCO2完全轉(zhuǎn)化為[Mn(PO4)2]3-(其中NO3-轉(zhuǎn)化為NO2-);加入稍過量的硫酸銨,發(fā)生反應(yīng)NO2-+NH4+═N2↑+2H2O以除去NO2-;加入稀硫酸酸化,用60.00mL0.50mol·L-1硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定,發(fā)生的反應(yīng)為[Mn(PO4)2]3-+Fe2+═Mn2++Fe3++2PO43-,用5.00mL0.50mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液恰好除去過量的Fe2+。

①酸性K2Cr2O7溶液與Fe2+反應(yīng)的離子方程式為_______。

②試樣中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____。

【答案】500 60min 1.10 Fe2+氧化為Fe3+ 4.7≤pH<8.1 NH4Cl 6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O 20.625%

【解析】

根據(jù)信息,菱鎂礦中主要成分是MnCO3,還含有FeCa、MgAl等元素,在加入氯化銨后焙燒,然后酸浸,主要得到MnCl2,還含有Fe、Ca、Mg、Al等元素的雜質(zhì),凈化除雜,根據(jù)信息②確認(rèn)除去哪些元素,碳化結(jié)晶中,發(fā)生Mn22HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O,最后過濾、洗滌、干燥得到碳酸錳產(chǎn)品;

1)圖1錳的浸出率隨溫度的升高而增大,但500℃以后增大變化不大,最佳焙燒溫度為500℃;根據(jù)圖2,隨著時間增大,錳的浸出率增大,但60min后增大變化不大,因此焙燒時間最佳為60min;同理最佳氯化銨與菱錳礦質(zhì)量的比值為1.10;

2)根據(jù)菱錳礦含有的成分,酸浸后得到Mn2,以及含有Fe、Ca、Mg、Al等元素,根據(jù)部分陽離子沉淀時溶液的pH,對浸出液凈化除雜,先加MnO2,利用MnO2的氧化性,將Fe2氧化成Fe3,便于通過調(diào)節(jié)pH而除去;調(diào)節(jié)pH,除去的是Fe3Al3,不能使Mn2沉淀,因此調(diào)節(jié)pH的范圍是4.7pH<8.1;

3)根據(jù)流程,NH4Cl可以循環(huán)使用;

4)①利用K2Cr2O7的強氧化性將Fe2氧化,其離子反應(yīng)方程式為6Fe2+Cr2O72+14H6Fe3+2Cr3+7H2O

②根據(jù)題意,建立關(guān)系式為6MnCO36[Mn(PO4)2]36Fe2,過量的Fe2K2Cr2O7滴定,因此與[Mn(PO4)2]3反應(yīng)的Fe2物質(zhì)的量為(60×103 L×0.5mol·L15×103 L×0.5mol·L1×6),根據(jù)關(guān)系式,推出Mn元素的質(zhì)量為(60×103 L×0.5mol·L15×103 L×0.5mol·L1×6)×55g·mol1,即Mn元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(60×103 L×0.5mol·L15×103 L×0.5mol·L1×6)×55g·mol1/4.000g×100%=20.625%。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進行,下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是(  )

A. 使體積不變,增加H2O的量 B. 將容器的體積縮小一半

C. 使體積不變,充氦氣使體系壓強增大 D. 使壓強不變,充氦氣使容器體積增大

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t/

5

15

25

35

50

K1

1100

841

680

533

409

請回答:

(1)若反應(yīng)②的化學(xué)平衡常數(shù)為K2,在相同溫度下,K1·K2=____________

(2)上述反應(yīng)①的H1_______0(“>”、“=”、“<”);若升高溫度,則I2的溶解速率會______(加快”、“減慢不變”)。

(3)能判斷反應(yīng)①已達到平衡的依據(jù)是_______________

A.容器中的壓強不再改變 B.溶液的顏色不再改變

C.I-濃度不再變化 D.正逆反應(yīng)速率均為0

(4)某溫度下,反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)為800。在該溫度下,向甲、乙、丙三個容器中分別加入I2I-,這兩種物質(zhì)的起始濃度如下:

起始濃度(mol/L)

c(I2)

0.1

0.2

0.2

c(I-)

0.2

0.1

0.2

反應(yīng)速率最快的是_____________(”、“”),平衡時I2的轉(zhuǎn)化率最大的是__________(”、“”)。

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【題目】1)用固體樣品配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,需經(jīng)過稱量、溶解、轉(zhuǎn)移溶液、定容等操作。下列圖示對應(yīng)的操作規(guī)范的是____

A.稱量

B.溶解

C.轉(zhuǎn)移溶液

D.定容

2)下列幾種導(dǎo)電性變化圖像,把符合要求的圖像序號填在相應(yīng)的題目后面括號中。

①向H2SO4溶液中加入等體積、等物質(zhì)的量濃度的Ba(OH)2溶液____

②向AgNO3溶液通入少量HCl____

③向氨水中通入HCl直至過量____

④向飽和石灰水中不斷通入CO2____

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【題目】一種將CO2H2O轉(zhuǎn)換為燃料H2、COCH4的裝置如圖所示(電解質(zhì)溶液為稀H2SO4)。下列關(guān)于該裝置的敘述錯誤的是

A. 該裝置可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B. 工作時,電極a周圍溶液的pH增大

C. 電極b上生成CH4的電極反應(yīng)式為CO2+8H++8e===CH4+2H2O

D. 若電極b上只產(chǎn)生1 mol CO,則通過質(zhì)子膜的H+數(shù)為2NA

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【題目】一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是

A.電極A上發(fā)生的是還原反應(yīng)

B.電池工作時,向電極B移動

C.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e=2

D.電極AH2參與的電極反應(yīng)為:H2+2OH-2e=2H2O

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A. 所得溶液中的c(H)1.0×1013mol·L1

B. 所得溶液中由水電離產(chǎn)生的c(OH)1.0×1013mol·L1

C. 所加的燒堿溶液pH13

D. 所得溶液中的c(Mg2)5.6×1010mol·L1

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【題目】如圖是兩組物質(zhì)之間在一定的條件下相互轉(zhuǎn)化的過程。下列是綠色植物通過光合作用的圖示,則說法不正確的是

A.物質(zhì)X是氧氣

B.綠色植物的光合作用屬于化學(xué)變化

C.C6H12O6屬于非電解質(zhì)

D.C6H12O6X反應(yīng)生成二氧化碳和水屬于置換反應(yīng)

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【題目】如圖所示是298K時,N2H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖,下列敘述不正確的是

A. 在溫度、體積一定的條件下,通入1mol N23mol H2 反應(yīng)后放出的熱量為92kJ

B. a曲線是加入催化劑時的能量變化曲線

C. 加入催化劑,也不能提高N2的轉(zhuǎn)化率

D. 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=﹣92 kJ/mol

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