14.用菱錳礦(主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2)制備MnSO4•H2O的工藝流程如下:
Ⅰ.向菱錳礦中加入過量稀H2SO4,過濾;
Ⅱ.向濾液中加入過量MnO2,過濾;
Ⅲ.調(diào)節(jié)濾液pH=a,過濾;
Ⅳ.濃縮、結(jié)晶、分離、干燥得到產(chǎn)品;
Ⅴ.檢驗產(chǎn)品純度.
(1)步驟Ⅰ中,濾渣的主要成分是SiO2
(2)將MnO2氧化Fe2+的離子方程式補充完整:
1MnO2+2Fe2++4H+=1  Mn2++2Fe3++2H2O
(3)與選用Cl2作為氧化劑相比,MnO2的優(yōu)勢主要在于:原料來源廣、成本低、可避免環(huán)境污染、不會引入Cl-,使制得的MnSO4?H2O產(chǎn)品更純凈.
(4)已知:
生成氫氧化物沉淀的pH
Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2
開始沉淀時3.46.31.57.6
完全沉淀時4.78.32.810.2
注:金屬離子的起始濃度為0.1mol/L
步驟Ⅲ中a的取值范圍是4.7≤a<7.6.
(5)步驟Ⅴ,通過測定產(chǎn)品中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來判斷產(chǎn)品純度.
已知一定條件下,MnO4-與Mn2+反應(yīng)生成MnO2.取x g產(chǎn)品配成溶液,用0.1mol/L KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液y mL,產(chǎn)品中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.5y×1{0}^{-4}×55}{x}$.

分析 菱錳礦(主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2),加入過量稀H2SO4,生成硫酸錳、硫酸亞鐵、硫酸鋁溶液,二氧化硅不溶解,過濾除去二氧化硅;向濾液中加入過量MnO2,將亞鐵離子氧化為鐵離子,本身被還原為二價錳離子,調(diào)節(jié)濾液pH,使三價鐵離子和鋁離子沉淀,過濾除去氫氧化鐵和氫氧化鋁固體,對硫酸錳溶液進(jìn)行濃縮、冷切結(jié)晶、過濾、洗滌干燥得到產(chǎn)品,
(1)二氧化硅不溶于稀硫酸;
(2)根據(jù)化合價升降守恒、電荷守恒、原子守恒配平反應(yīng);
(3)注意最后不能引入雜質(zhì)離子,氯氣會引入氯離子;
(4)調(diào)節(jié)濾液pH,使三價鐵離子和鋁離子沉淀,而錳離子不能沉淀,根據(jù)表格回答;
(5)根據(jù)方程式3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2+4H+進(jìn)行計算.

解答 解:菱錳礦(主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2),加入過量稀H2SO4,生成硫酸錳、硫酸亞鐵、硫酸鋁溶液,二氧化硅不溶解,;向濾液中加入過量MnO2,將亞鐵離子氧化為鐵離子,本身被還原為二價錳離子,調(diào)節(jié)濾液pH,使三價鐵離子和鋁離子沉淀,過濾除去氫氧化鐵和氫氧化鋁固體,對硫酸錳溶液進(jìn)行濃縮、冷切結(jié)晶、過濾、洗滌干燥得到產(chǎn)品,
(1)菱錳礦(主要含MnCO3、FeCO3、Al2O3、SiO2),加入過量稀H2SO4,生成硫酸錳、硫酸亞鐵、硫酸鋁溶液,二氧化硅不溶解,濾渣的主要成分是二氧化硅,
故答案為:二氧化硅;
(2)錳元素化合價由+4價降低到+2價,鐵元素由+2價升高到+3價,根據(jù)化合價升降守恒、電荷守恒、原子守恒,配平反應(yīng)為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,
故答案為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(3)選用Cl2作為氧化劑會最后的溶液中引入氯離子,使制得的產(chǎn)品不純,而MnO2不會引入Cl-,使制得的MnSO4?H2O產(chǎn)品更純凈,
故答案為:不會引入Cl-,使制得的MnSO4?H2O產(chǎn)品更純凈;
(4)調(diào)節(jié)濾液pH,使三價鐵離子和鋁離子沉淀,根據(jù)表格可知二價錳離子開始沉淀的pH=7.6,鋁離子開始沉淀的pH=4.7,故4.7≤a<7.6,
故答案為:4.7≤a<7.6;
(5)設(shè)含有硫酸錳的物質(zhì)的量為z,根據(jù)方程式
  3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2+4H+
  3mol  2mol
  z     0.1y×10-3mol
z=0.15y×10-3mol,
錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.5y×1{0}^{-4}×55}{x}$,
故答案為:$\frac{1.5y×1{0}^{-4}×55}{x}$.

點評 本題考查實驗制備方案,側(cè)重考查學(xué)生對原理及操作的分析評價、對數(shù)據(jù)的分析運用、物質(zhì)的分離提純等,需要學(xué)生具備知識的基礎(chǔ),難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

2.一種聯(lián)合生產(chǎn)樹脂(X)和香料(Y)的合成路線設(shè)計如圖:
已知:①A是一種烴的含氧衍生物,其相對分子質(zhì)量小于100,碳、氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為82.98%

回答下列問題:
(1)B中的官能團(tuán)名稱為醛基、羥基.
(2)寫出結(jié)構(gòu)簡式:A,G
(3)下列說法正確的是:ac.
a.B與E生成F的反應(yīng)類型為加成反應(yīng)
b.1molG最多能與5molH2發(fā)生加成反應(yīng)
c.與氫氧化鈉水溶液反應(yīng)時,1molY最多能消耗2molNaOH
(4)H生成Y的化學(xué)方程式為
(5)尿素  氮原子上的氫原子可以像A上的氫原子那樣與C發(fā)生加成反應(yīng),再縮聚成高分子化合物.寫出尿素與C在一定條件下生成線性高分子化合物的化學(xué)方程式
(6)H的同分異構(gòu)體中,能同時滿足如下條件的有機(jī)物有2種,寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡式(任一種).
①可發(fā)生銀鏡反應(yīng)
②只含有一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)且可使FeCl3溶液顯紫色
③核磁共振氫譜為四組峰,且峰面積比為3:2:2:1(不考慮立體異構(gòu)).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.某有機(jī)物的核磁共振氫譜圖中有三個吸收峰,且面積之比為1:2:3,質(zhì)譜圖表明該有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為70,紅外光譜表征到該有機(jī)物中有C=C和C=O的存在.下列說法正確的是(  )
A.該物質(zhì)的分子式為C3H8O
B.分子中共有6種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子
C.該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為
D.該有機(jī)物可能與新制的氫氧化銅反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.醋酸亞鉻水合物{[Cr(CH3COO)2]2•2H2O,相對分子質(zhì)量為376}是一種深紅色晶體,具有較強(qiáng)還原性,可作氧氣吸收劑.不溶于冷水和醚,微溶于醇,易溶于鹽酸.實驗室中以鋅粒、CrCl3溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物,其原理是:2Cr2++4CH3COO-+2H2O═[Cr(CH3COO)2]2•2H2O,其裝置如圖所示:

(1)儀器1的名稱是分液漏斗,裝置4的作用防止空氣進(jìn)入裝置3.
(2)檢查虛框內(nèi)裝置氣密性的方法是將裝置連接好,關(guān)閉A、B閥門,往裝置1中加水,打開活塞后,水開始下滴,一段時間后,如果水不再下滴,表明裝置氣密性良好.反之,則氣密性不好.
(3)裝置2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CrCl3+Zn═2CrCl2+ZnCl2、Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑.將裝置2生成的CrCl2溶液排入到裝置3中,應(yīng)進(jìn)行的操作為b(填字母).
a.關(guān)閉A,打開B      b.關(guān)閉B,打開A
(4)本實驗中所用的溶液,配制用的蒸餾水都需事先煮沸,原因是去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化.
(5)為洗滌[Cr(CH3COO)2)]2•2H2O產(chǎn)品,下列方法中最適合的是C.
A.先用鹽酸洗,后用冷水洗    B.先用冷水洗,后用乙醇洗
C.先用冷水洗,后用乙醚洗    D.先用乙醇洗滌,后用乙醚洗
(6)已知其它反應(yīng)物足量,實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51g,實驗后得干燥純凈的[Cr(CH3COO)2)]2•2H2O  9.59g,則實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為85%(保留兩位有效數(shù)字,不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.用圖中的實驗裝置制取乙炔.
(1)實驗中,調(diào)節(jié)A管高低的作用是調(diào)節(jié)水面的高度來控制反應(yīng)的發(fā)生和停止;制取乙炔的化學(xué)方程式是CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑;
(2)實驗中所用電石不純,會導(dǎo)致制得的乙炔氣體中含有H2S等雜質(zhì),不僅使乙炔有特殊難聞的臭味,而且會干擾乙炔的檢驗.因此用酸性KMnO4溶液檢驗乙炔之前必須用CuSO4溶液或NaOH溶液除去其中的H2S雜質(zhì),乙炔通入酸性KMnO4酸性溶液中,現(xiàn)象是紫色酸性高錳酸鉀溶液逐漸褪色,發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)類型是氧化反應(yīng);
(3)乙炔通入溴的CCl4溶液中觀察到的現(xiàn)象是溶液褪色該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH≡CH+2Br2→CHBr2CHBr2;
(4)一種與乙炔具有相同最簡式的有機(jī)物立方烷,其結(jié)構(gòu)簡式為
①其分子式為C8H8,
②該化合物分子的一氯代物有種1同分異構(gòu)體,二氯代物有種3同分異構(gòu)體.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.電子級鈷氧化物用于半導(dǎo)體工業(yè)和電子陶瓷等領(lǐng)域,是一種純度很高的氧化物.其工業(yè)制取流程如圖1:

(1)濾渣A的成分除Co的磷酸鹽和Fe(OH)3外還有Si (填化學(xué)式).
(2)加入Co3(PO42的目的是調(diào)節(jié)溶液pH,保證Co2+不沉淀,而使鐵離子全部沉淀.
(3)Co與稀硝酸反應(yīng)生成Co2+的離子方程式為3Co+8H++2NO3-═3Co2++4H2O+2NO↑.
(4)濾渣B經(jīng)過反復(fù)洗滌、干燥后,進(jìn)行灼燒,其熱重分析圖如圖2:
寫出C點物質(zhì)的化學(xué)式:Co3O4
(5)上述制備過程中采用草酸鹽作為沉淀劑,由于生產(chǎn)成本較高,某科研小組研究從鈷渣酸浸液(主要成分為CoSO4、Fe2(SO43、Al2(SO43)出發(fā),以碳銨(NH4HCO3)代替草酸鹽作沉淀劑,并由此制備氧化鈷.請結(jié)合相關(guān)信息,補充完整實驗步驟.
已知:a.金屬離子生成氫氧化物沉淀pH如下表(開始沉淀pH按金屬離子1.0mol/L計算)
開始沉淀的pH完全沉淀的pH
Fe3+1.13.2
Al3+3.05.0
Co2+7.29.2
b.CoSO4與NH4HCO3反應(yīng)時,母液中鈷離子含量與溶液pH關(guān)系圖如圖3:
由鈷渣酸浸液制備氧化鈷的實驗步驟依次為:
①往鈷渣酸浸液中滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液pH(5.0,7.2),使Fe3+、Al3+  沉淀完全;
②過濾;③配制一定濃度的碳銨溶液,緩慢加入到濾液中,攪拌,控制pH至7.0左右,使Co2+沉淀完全,過濾;
④將蒸餾水加熱至70℃以上,洗滌CoCO3沉淀3次,干燥;⑤400℃焙燒3h,得產(chǎn)品氧化鈷.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.氫氣是清潔能源,也是重要的化工原料.

(1)已知H2S高溫?zé)岱纸庵艸2的反應(yīng)為H2S(g)?H2(g)+$\frac{1}{2}$S2(g).在體積為2L的恒容密閉容器中,通入3.5mol H2S,控制不同溫度進(jìn)行H2S分解實驗,測得H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1所示.
①985℃時,反應(yīng)經(jīng)7min達(dá)到平衡,則上述反應(yīng)從起始至7min內(nèi)的反應(yīng)速率v(S2)=0.05molL-1min-1
②反應(yīng)S2(g)+2H2(g)?2H2S(g) 的△Η<(填“>”或“<”)0.
(2)使用石油熱裂解的副產(chǎn)物CH4來制取CO和H2,其生產(chǎn)流程如圖2所示.
①此流程的第Ⅰ步反應(yīng)為CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g),一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖3所示.則P1<(填“<”“>”或“=”)P2
②100℃時,將3mol CH4和4mol H2O通入容積為100L的恒容密閉容器中,達(dá)到平衡時容器中CO(g)和H2O(g)的濃度相同.100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.0216.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.下列離子方程式正確的是( 。
A.用銀氨溶液檢驗乙醛中的醛基:CH3CHO+2Ag(NH32++2OH-$\stackrel{水浴加熱}{→}$CH3COO-+NH4++3NH3+2Ag↓+H2O
B.苯酚鈉溶液中通入少量CO2:CO2+H2O+2C6H5O-→2C6H5OH+2CO32-
C.Na2SO3溶液使酸性KMnO4溶液褪色:5SO32-+4H++2MnO4-═5SO42-+2Mn2++2H2O
D.向AlCl3溶液滴入過量氨水:Al3++4OH-═AlO2-+2H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

4.X、Y、Z、Q、M為常見的短周期元素,其原子序數(shù)依次增大.有關(guān)信息如表:
X動植物生長不可缺少的元素,是蛋白質(zhì)的重要成分
Y地殼中含量居第一位
Z短周期中其原子半徑最大
Q生活中大量使用其合金制品,工業(yè)上可用電解其氧化物的方法制備其單質(zhì)
M海水中大量富集的元素之一,其最高正化合價與負(fù)價的代數(shù)和為6
(1)X的氣態(tài)氫化物的大量生產(chǎn)曾經(jīng)解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓和死亡問題,請寫出該氣態(tài)氫化物的電子式
(2)已知37Rb和53I都位于第五周期,分別與Z和M同一主族.下列有關(guān)說法正確的是ACD(填序號).
A.原子半徑:Rb>I
B.RbM中含有共價鍵
C.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:M>I
D.Rb、Q、M的最高價氧化物對應(yīng)的水化物可以兩兩發(fā)生反應(yīng)
(3)化合物QX導(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)小,是良好的耐熱沖擊材料.有關(guān)化合物QX的制備及化學(xué)性質(zhì)如下(所有熱量數(shù)據(jù)均已折合為25℃、101.3 kPa條件下的數(shù)值).
①可用Q和X的單質(zhì)在800~1 000℃制得,每生成1mol QX,吸收a kJ的熱量.
②可用Q的氧化物、焦炭和X的單質(zhì)在1 600~1750℃生成QX,每消耗18g碳生成1mol QX,吸收bkJ的熱量.
請根據(jù)上述信息寫出在理論上Q的氧化物跟焦炭反應(yīng)生成Q單質(zhì)和CO的熱化學(xué)方程式3C(s)+Al2O3(s)═2Al(s)+3CO(g)△H=2b-2a kJ•mol-1
(4)X、Y組成的一種無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色.標(biāo)準(zhǔn)狀況下將40 L該無色氣體與15 L氧氣通入一定濃度的NaOH溶液中,恰好被完全吸收,同時生成兩種鹽.請寫出該反應(yīng)的離子方程式8NO+3O2+8OH-=2NO3-+6NO2-+4H2O.

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同步練習(xí)冊答案