【題目】二氧化錳不僅是活性好的催化劑，也被廣泛用作干電池的正極材料。某化學(xué)小組設(shè)計(jì)用高硫錳礦（主要成分為錳的化合物和硫化亞鐵）為原料制取二氧化錳的工藝流程如圖：

已知：①“混合焙燒”后的燒渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、MgO、Al2O3

②在該條件下，金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表。

（1）寫(xiě)出浸出時(shí)與鋁元素有關(guān)的離子反應(yīng)方程式__。

（2）上述“氧化”步驟是否可省略__（填“是”或“否”），你的依據(jù)是__。

（3）“調(diào)pH除鐵鋁’’時(shí)，生成沉淀的pH范圍為__；“氟化除雜”中除去的離子為__。

（4）請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理解釋除雜處理后的Mn2+用NH4HCO3轉(zhuǎn)化成MnCO3沉淀的過(guò)程__（用文字和離子方程式表達(dá)）。

（5）用惰性電極電解MnSO4制備MnO2時(shí)，其陽(yáng)極反應(yīng)式為__；整個(gè)流程中能夠循環(huán)利用的物質(zhì)除MnO2外還有__（寫(xiě)名稱）。

【答案】Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 否 若不進(jìn)行氧化，則Fe2+被完全沉淀的pH為8.0，此時(shí)Mn2+也會(huì)部分被沉淀下來(lái)造成損失 5.0≤pH<7.5 Ca2+、Mg2+ 加入NH4HCO3后，Mn2+與HCO電離出的CO生成MnCO3，HCOCO+H+、Mn2++COMnCO3，HCO電離出H+與另一部分HCO反應(yīng)生成H2O和CO2，促進(jìn)上述兩個(gè)平衡正向移動(dòng)，從而生成MnCO3沉淀 Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 硫酸

【解析】

高硫錳礦（主要成分為含錳化合物及FeS）與氧化錳礦混合焙燒，得到MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO，加入硫酸，得到Mn2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋的酸性溶液，加入二氧化錳將亞鐵離子氧化為鐵離子便于除去，再加入氫氧化鈣中和，將鐵離子與鋁離子以氫氧化物的形式除去，加入MnF2除雜，使溶液中的Ca2+、Mg2＋沉淀完全，此時(shí)溶液中的金屬離子為錳離子，加入碳酸氫銨發(fā)生Mn2＋+2HCO3－=MnCO3↓+CO2↑+H2O，加入硫酸溶解MnCO3得到MnSO4溶液，電解MnSO4溶液得到MnO2和硫酸，硫酸和MnO2可循環(huán)利用。

（1）浸出時(shí)與鋁元素有關(guān)的離子反應(yīng)，氧化鋁溶于酸生成鋁鹽和水，離子方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O。故答案為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；

（2）上述“氧化”步驟不可以省略，依據(jù)是若不進(jìn)行氧化，則Fe2+被完全沉淀的pH為8.0，此時(shí)Mn2+也會(huì)部分被沉淀下來(lái)造成損失。故答案為：否；若不進(jìn)行氧化，則Fe2+被完全沉淀的pH為8.0，此時(shí)Mn2+也會(huì)部分被沉淀下來(lái)造成損失；

（3）“調(diào)pH除鐵鋁’’時(shí)，讓鋁沉淀完全時(shí)pH=5，而錳不沉淀時(shí)pH小于7.5，生成沉淀的pH范圍為5.0≤pH<7.5；CaF2、MgF2難溶于水，“氟化除雜”中除去的離子為Ca2+、Mg2+。故答案為：5.0≤pH<7.5；Ca2+、Mg2+；

（4）用平衡移動(dòng)原理解釋除雜處理后的Mn2+用NH4HCO3轉(zhuǎn)化成MnCO3沉淀的過(guò)程：加入NH4HCO3后，Mn2+與HCO電離出的CO生成MnCO3，HCOCO+H+、Mn2++COMnCO3，HCO電離出H+與另一部分HCO反應(yīng)生成H2O和CO2，促進(jìn)上述兩個(gè)平衡正向移動(dòng)，從而生成MnCO3沉淀。故答案為：加入NH4HCO3后，Mn2+與HCO電離出的CO生成MnCO3，HCOCO+H+、Mn2++COMnCO3，HCO電離出H+與另一部分HCO反應(yīng)生成H2O和CO2，促進(jìn)上述兩個(gè)平衡正向移動(dòng)，從而生成MnCO3沉淀；

（5）用惰性電極電解MnSO4制備MnO2時(shí)，電解過(guò)程中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)升高，故為硫酸錳失去電子生成二氧化錳和硫酸，其陽(yáng)極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；整個(gè)流程中能夠循環(huán)利用的物質(zhì)除MnO2外還有硫酸。故答案為：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；硫酸。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 LCC14中含CC14的分子數(shù)為NA

B.0.1 mol/L的NaOH溶液中含OH-的數(shù)目為0.INA

C.5.6 g Fe在0.1 mol Cl2中充分燃燒時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3NA

D.23 g鈉在空氣中充分燃燒時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】下列事實(shí)能用勒夏特列原理解釋的是

A. 工業(yè)制硫酸采用二氧化硫催化氧化，高溫可以提高單位時(shí)間SO3的產(chǎn)量

B. 合成氨工業(yè)中使用鐵觸媒做催化劑

C. 用飽和食鹽水除去氯氣中氯化氫雜質(zhì)

D. 容器中有2NO2N2O4，增大壓強(qiáng)顏色變深

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】二氯化二硫(S2Cl2)是一種重要的化工原料，常用作橡膠硫化劑，改變生橡膠受熱發(fā)粘、遇冷變硬的性質(zhì)。查閱資料可知S2Cl2具有下列性質(zhì)：

物理性質(zhì)

毒性

色態(tài)

揮發(fā)性

熔點(diǎn)

沸點(diǎn)

劇毒

金黃色液體

易揮發(fā)

－76℃

138℃

化學(xué)性質(zhì)

①300℃以上完全分解；

②S2Cl2+Cl22SCl2；

③遇高熱或與明火接觸，有引起燃燒的危險(xiǎn)；

④受熱或遇水分解放熱，放出腐蝕性煙氣；

（1）制取少量S2Cl2

實(shí)驗(yàn)室可利用硫與少量氯氣在110～140℃反應(yīng)制得S2Cl2粗品。

①儀器m的名稱為___，裝置F中試劑的作用是___。

②裝置連接順序：A→___→E→D。

③實(shí)驗(yàn)前打開(kāi)K1，通入一段時(shí)間的氮?dú)馀疟M裝置內(nèi)空氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)束停止加熱后，再通入一段時(shí)間的氮?dú)�，其目的�?/span>___。

④為了提高S2Cl2的純度，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是控制好溫度和___。

（2）①S2Cl2遇水強(qiáng)烈反應(yīng)產(chǎn)生煙霧，其產(chǎn)物中有一種氣體X能使品紅溶液褪色，加熱后又恢復(fù)原狀，且反應(yīng)過(guò)程中只有一種元素化合價(jià)發(fā)生變化，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___。

②甲同學(xué)為了驗(yàn)證兩種氣體產(chǎn)物，將水解生成的氣體依次通過(guò)硝酸銀與稀硝酸的混合溶液、品紅溶液、NaOH 溶液，該方案___（填“可行”或“不可行”），原因是___。

（3）某同學(xué)為了測(cè)定S2Cl2與水反應(yīng)后生成的氣體X在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

①W溶液可以是___(填標(biāo)號(hào))。

a．H2O2溶液 b．KMnO4溶液(硫酸酸化) c．氯水

②該混合氣體中氣體X的體積分?jǐn)?shù)為____(用含V、m的式子表示)。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組向一定量的NaHSO3溶液（加入少量淀粉）中加入稍過(guò)量的KIO3 溶液，一段時(shí)間后，溶液突然變藍(lán)色。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)反應(yīng)速率的影響，探究如下。

（1）查閱資料 知NaHSO3與過(guò)量KIO3反應(yīng)分為兩步進(jìn)行，且其反應(yīng)速率主要由第一步反應(yīng)決定。已知第一步反應(yīng)的離子方程式為IO3—+3HSO3—===3SO42—+I—+3H+，則第二步反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________。

（2）通過(guò)測(cè)定溶液變藍(lán)所用時(shí)間來(lái)探究外界條件對(duì)該反應(yīng)速率的影響，記錄如下。

編號(hào)

0.01mol/LNaHSO3溶液/mL

0.01mol/L KIO3

溶液/mL

H2O/mL

反應(yīng)溫度

/℃

溶液變藍(lán)所用時(shí)間t/s

①

6.0

10.0

4.0

15

t1

②

6.0

14.0

0

15

t2

③

6.0

a

b

25

t3

實(shí)驗(yàn)①②是探究_______________對(duì)反應(yīng)速率的影響，表中t1___________t2（填“>”、“=”或“<”）;

實(shí)驗(yàn)①③是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，表中a=_____________，b=_____________。、

（3）將NaHSO3溶液與KIO3溶液在恒溫條件下混合，用速率檢測(cè)儀檢測(cè)出起始階段反應(yīng)速率 逐漸增大。該小組對(duì)其原因提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二。

假設(shè)一：生成的SO42—對(duì)反應(yīng)起催化作用；

假設(shè)二：___________________________；……

（4）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫(xiě)出具體操作過(guò)程）

預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論

在燒杯甲中將一定量的NaHSO3溶液與KIO3溶液混合，用速率檢測(cè)儀測(cè)定起始時(shí)的反應(yīng)速率v(甲）

在燒杯乙中先加入少量①＿＿＿＿＿，其他條件與甲完全相同，用速率檢測(cè)儀測(cè)定起始時(shí)的反應(yīng)速率v(乙）

②若v(甲）＿＿＿v(乙），則假設(shè)一不成立

③若v(甲）＿＿＿v(乙），則假設(shè)一成立

（填“>”、“=”或“<”）

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】無(wú)水溴化鎂常常做催化劑。選用如圖所示裝置(夾持裝置略)采用鎂屑與液溴為原料制備無(wú)水MgBr2。

已知：

（1）乙醚的熔點(diǎn)為34.6℃，沸點(diǎn)為132℃。

（2）Mg和Br2劇烈反應(yīng)，放出大量的熱；MgBr2具有強(qiáng)吸水性；MgBr2能與乙醚發(fā)生反應(yīng)MgBr2＋3C2H5OC2H5→MgBr23C2H5OC2H5。

實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：

Ⅰ.選用上述部分裝置，正確連接，檢查裝置的氣密性。向裝置中加入藥品。

Ⅱ.加熱裝置A，迅速升溫至140℃，并保持140℃加熱一段時(shí)間，停止加熱。

Ⅲ.通入干燥的氮?dú)猓屢轰寰徛M(jìn)入裝置B中，直至完全加入。

IV.裝置B中反應(yīng)完畢后恢復(fù)至室溫，過(guò)濾反應(yīng)物，將得到的濾液轉(zhuǎn)移至干燥的燒瓶中，在冰水中冷卻，析出晶體，再過(guò)濾得三乙醚合溴化鎂粗產(chǎn)品。

V.用苯洗滌粗產(chǎn)品，減壓過(guò)濾，得三乙醚合溴化鎂，將其加熱至160℃分解得無(wú)水MgBr2。回答下列問(wèn)題：

（1）步驟I中所選裝置的正確連接順序是a___(填小寫(xiě)字母)。裝置D的作用是___。

（2）裝置A中使用儀器m的優(yōu)點(diǎn)是___。

（3）若加熱裝置A一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加入碎瓷片，應(yīng)該采取的正確操作是___。

（4）步驟V中用苯洗滌三乙醚合溴化鎂的目的是___。

（5）步驟V采用減壓過(guò)濾(使容器內(nèi)壓強(qiáng)降低，以達(dá)到固液快速分離)。下列裝置可用作減壓過(guò)濾的是___(填序號(hào))。

（6）實(shí)驗(yàn)中若溫度控制不當(dāng)，裝置B中會(huì)產(chǎn)生CH2Br—CH2Br。請(qǐng)說(shuō)明原因___。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】食品保鮮膜按材質(zhì)分別為聚乙烯 (PE )、聚氯乙烯 (PVC )、聚偏二氯乙烯 (PVDC )等種類。 其中 PE 和 PVDC 是安全的。PVC 對(duì)人體的潛在危害主要來(lái)源于兩個(gè)方面：產(chǎn)品中氯乙烯單體殘留量、加工過(guò)程中使用的加工助劑的種類及含量。

(1)寫(xiě)出用乙烯、氯乙烯分別生產(chǎn)聚乙烯和聚氯乙烯的化學(xué)方程式：乙烯→聚乙烯 (PE )：_____ 氯乙烯→聚氯乙烯 (PVC )：_____ 日常用的食品保鮮膜宜選用_____。

(2)目前出現(xiàn)的“不粘鍋”、不粘油的吸油煙機(jī)等新型廚具，其秘密就是表面有一種叫做“特富龍”的涂層，實(shí)際上就是被稱為“塑料王”的聚四氟乙烯。它的單體四氟乙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_____，合成特富龍的反應(yīng)類型是_____，反應(yīng)方程式為_____。

(3)聚四氟乙烯的發(fā)現(xiàn)源于一次實(shí)驗(yàn)意外。1938 年，化學(xué)家普魯凱特與助手們研究四氟乙烯的聚合反應(yīng)，他們將四氟乙烯貯存在冷藏箱中的加壓鋼瓶中，當(dāng)將鋼瓶與反應(yīng)器管道、反應(yīng)器 (管道 及反應(yīng)器間隙有空氣 )接通后，發(fā)生故障，四氟乙烯氣體并沒(méi)有通到反應(yīng)器中，經(jīng)稱重證明鋼瓶中氣體一點(diǎn)沒(méi)減少，打開(kāi)閥門也沒(méi)有四氟乙烯氣體逸出，但拆卸閥門后卻從鋼瓶倒出與四氟乙烯等重的白色粉末，即四氟乙烯已在鋼瓶中發(fā)生了聚合反應(yīng)。后經(jīng)確證，該白色粉末就是聚四氟乙烯。1945 年，美國(guó)杜邦公司開(kāi)始在工業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)聚四氟乙烯，由此可以推知該反應(yīng)的條件是_____、_____、_____引發(fā)。

(4 )不粘鍋的內(nèi)壁有一薄層聚四氟乙烯涂層，因此用不粘鍋燒飯菜時(shí)不易粘鍋，下列說(shuō)法正確的是_____

a．聚四氟乙烯分子中沒(méi)有雙鍵

b．聚四氟乙烯的單體是不飽和烴

c．聚四氟乙烯的化學(xué)性質(zhì)很不活潑

d．聚四氟乙烯的熔沸點(diǎn)很低

乙炔是一種重要的基本有機(jī)原料，在一定條件下其衍變關(guān)系如圖：

已知：B 是一種塑料，75%的 D 溶液在醫(yī)藥上用作消毒劑。試回答下列問(wèn)題：

(5)比乙炔多一個(gè)碳原子的同系物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_____。

(6)A 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_____，A→B 反應(yīng)類型是_____反應(yīng)。

(7)出以下各步反應(yīng)的化學(xué)方程式：乙炔→A：_____ 乙炔→C：_____ C→D：_____

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】鈦是一種性能非常優(yōu)越的金屬，21世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)。

(1)TiO2薄膜中摻雜鉻能顯著提高光催化活性。基態(tài)Cr原子的核外電子排布式為____。

(2)四乙醇鈦能增加橡膠在金屬表面的粘附性。其制備原理如下：TiCl4+4CH3CH2OH+4NH3=Ti(OCH2CH3)4+4NH4Cl

①Ti(OCH2CH3)4可溶于有機(jī)溶劑，常溫下為淡黃色透明液體，其晶體類型為____

②N和O位于同一周期，O的第二電離能大于N的第二電離能的原因是_____；

③NH4Cl中存在的作用力有_____，NH4Cl熔沸點(diǎn)高于CH3CH2OH的原因是_____，Ti(OCH2CH3)4分子中C原子的雜化形式均為 ____。

(3)鈦酸鍶(SrTiO3)可作電子陶瓷材料和人造寶石，其中一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。若Ti位于頂點(diǎn)位置，O位于____位置；已知晶胞參數(shù)為a nm，Ti位于O所形成的正八面體的體心，則該八面體的邊長(zhǎng)為_____ m(列出表達(dá)式)。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】根據(jù)所學(xué)內(nèi)容回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)硼原子電子排布圖為__________________。

（2）根據(jù)VSEPR模型判斷，下列微粒中所有原子都在同一平面上的一組是_____。

A.SO 和NO B.NO和SO3 C.H3O+和ClO D.PO和SO

（3）第三周期某元素的前5個(gè)電子的電離能如圖1所示。該元素是_____(填元素符號(hào))，判斷依據(jù)是_ ______________。

（4）鋁鎂合金是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)鈉材料,原子位于面心和頂點(diǎn)，其晶胞如圖2所示。1個(gè)鋁原子周圍有_____________個(gè)鎂原子最近且等距離。

（5） 配合物Fe(CO)5的熔點(diǎn)－20℃，沸點(diǎn)103℃，可用于制備純鐵。Fe(CO)5的結(jié)構(gòu)如下圖所示。下列關(guān)于Fe(CO)5說(shuō)法不正確的是________。

A．Fe(CO)5是非極性分子，CO是極性分子

B．Fe(CO)5中Fe原子的配體與C22－互為等電子體

C．1mol Fe(CO)5含有5mol鍵

D．Fe(CO)5＝Fe＋5CO反應(yīng)中沒(méi)有新化學(xué)鍵生成

（6）獨(dú)立的NH3分子中，H—N—H鍵鍵角為107°18’。如圖是[Zn(NH3)6]2＋的部分結(jié)構(gòu)以及其中H—N—H鍵鍵角。

請(qǐng)解釋[Zn(NH3)6]2＋離子中H—N—H鍵角變?yōu)?/span>109.5°的原因是____________________________________________________________。

（7）已知立方BN晶體硬度很大，其原因是________；其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，設(shè)晶胞中最近的B、N原子之間的距離為a nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶體的密度為_____g·cm－3（列式即可，用含a、NA的代數(shù)式表示）。

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