(2010?江蘇)高純MnCO3是制備高性能磁性材料的主要原料.實驗室以MnO2為原料制備少量高純MnCO3的操作步驟如下:
(1)制備MnSO4溶液:
在燒瓶中(裝置見右圖)加入一定量MnO2和水,攪拌,通入SO2和N2混合氣體,反應3h.停止通入SO2,繼續(xù)反應片刻,過濾(已知MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O).
①石灰乳參與反應的化學方程式為
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O

②反應過程中,為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改變固液投料的條件下,可采取的合理措施有
控制適當?shù)臏囟?/div>
控制適當?shù)臏囟?/div>、
緩慢通入混合氣體
緩慢通入混合氣體

③若實驗中將N2換成空氣,測得反應液中Mn2+、SO42-的濃度隨反應時間t變化如右圖.導致溶液中Mn2+、SO42-濃度變化產(chǎn)生明顯差異的原因是
Mn2+催化氧氣與亞硫酸反應生成硫酸
Mn2+催化氧氣與亞硫酸反應生成硫酸

(2)制備高純MnCO3固體:已知MnCO3難溶于水、乙醇,潮濕時易被空氣氧化,100℃開始分解;Mn(OH)2開始沉淀時pH=7.7.請補充由(1)制得的MnSO4溶液制備高純MnCO3的操作步驟[實驗中可選用的試劑:Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH].
邊攪拌邊加入碳酸鈉或碳酸氫鈉,并控制溶液的PH<7.7
邊攪拌邊加入碳酸鈉或碳酸氫鈉,并控制溶液的PH<7.7
;②
過濾,用水洗滌2-3次
過濾,用水洗滌2-3次
;③
檢驗SO42-是否被除去
檢驗SO42-是否被除去
;④
用少量的乙醇洗滌
用少量的乙醇洗滌
;⑤低于100℃干燥.
分析:(1)①根據(jù)題中所示的石灰乳的作用是吸收尾氣二氧化硫來回答;
②根據(jù)實驗的操作原則,為了讓氣體盡可能轉(zhuǎn)化,要根據(jù)反應所需的條件和用量嚴格操作;
③考慮氮氣的化學性質(zhì)穩(wěn)定,空氣中氧氣的活潑性等因素的影響;
(2)根據(jù)題干中所給的試劑結(jié)合MnCO3的性質(zhì)來選擇合適的制取方案.
解答:解:(1)①石灰乳的作用是吸收尾氣二氧化硫,堿和酸性氧化物反應得到對應的鹽和水,答案為:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O;
②為使SO2盡可能轉(zhuǎn)化完全,應定要保證控制反應的溫度,在通入SO2和N2比例一定、不改變固液投料的條件下,要求所通氣體一定要慢,故答案為:控制適當?shù)臏囟、緩慢通入混合氣體;
③氮氣的化學性質(zhì)穩(wěn)定,空氣中氧氣性質(zhì)活潑,在Mn2+催化作用下,易把亞硫酸氧化成硫酸,而使硫酸根濃度增大,故答案為:Mn2+催化氧氣與亞硫酸反應生成硫酸;
(2)制取的原理是碳酸根和錳離子之間反應生成碳酸錳的過程,但要考慮MnCO3難溶于水、乙醇并在潮濕時易被空氣氧化,100℃開始分解以及Mn(OH)2開始沉淀時pH=7.7等因素,過程中控制溶液的PH值以及洗滌沉淀所選的溶劑要小心,故答案為:邊攪拌邊加入碳酸鈉或碳酸氫鈉,并控制溶液的PH<7.7、過濾,用水洗滌2-3次、檢驗SO42-是否被除去、用少量的乙醇洗滌.
點評:本題是一道實驗綜合性的題目,難度較大,考查了學生分析和解決問題的能力.
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相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

(2010?江蘇二模)CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化劑、顏料、防腐劑和消毒劑等.
已知:①CuCl可以由CuCl2用適當?shù)倪原劑如SO2、SnCl2等還原制得:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
 △ 
.
 
2CuCl↓+4H++SO42-
2CuCl2+SnCl2═2CuCl↓+SnCl4
②CuCl2溶液與乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成配離子:

請回答下列問題:
(1)基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為
1s22s22p63s23p63d104s1
1s22s22p63s23p63d104s1
,H、N、O三種元素的電負性由大到小的順序是
O>N>H
O>N>H

(2)SO2分子的空間構(gòu)型為
V形
V形
,與SnCl4互為等電子體的一種離子的化學式為
SO42-、SiO44-
SO42-、SiO44-

(3)乙二胺分子中氮原子軌道的雜化類型為
sp3雜化
sp3雜化
,乙二胺和三甲胺[N(CH33]均屬于胺,但乙二胺比三甲胺的沸點高的多,原因是
乙二胺分子間可以形成氫鍵,三甲胺分子間不能形成氫鍵
乙二胺分子間可以形成氫鍵,三甲胺分子間不能形成氫鍵

(4)②中所形成的配離子中含有的化學鍵類型有
abd
abd
.a(chǎn).配位鍵     b.極性鍵     c.離子鍵    d.非極性鍵
(5)CuCl的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,其中Cl原子的配位數(shù)為
4
4

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2010?江蘇一模)二甲酸鉀是一種白色晶體,商品名為弗米(Formil),是一種能替代抗生素的促生長劑,化學式為KH(HCOO)2,具有吸濕性,易溶于水.
二甲酸鉀的生產(chǎn)工藝流程如下:

(1)以甲酸和碳酸鉀為原料生產(chǎn)二甲酸鉀,實驗測得反應條件對產(chǎn)品回收率的影響如下:
表1 反應溫度對產(chǎn)品回收率的影響
反應溫度(℃) 20 30 40 50 60 70 80
產(chǎn)品回收率(%) 75.6 78.4 80.6 82.6 83.1 82.1 73.7
表2 反應物料比對產(chǎn)品回收率的影響
反應物料比 2:1 3:1 4:1 5:1 6:1 7:1
產(chǎn)品回收率(%) 0 38.4 82.6 83.6 84.5 84.8
備注:表2中反應物料比為甲酸和無水碳酸鉀的物質(zhì)的量之比.
①寫出甲酸和碳酸鉀生產(chǎn)二甲酸鉀的化學方程式:
4HCOOH+K2CO3=2KH(HCOO)2+CO2↑+H2O
4HCOOH+K2CO3=2KH(HCOO)2+CO2↑+H2O

②實際生產(chǎn)二甲酸鉀時應選擇的最佳反應條件是反應溫度應控制在
50
50
℃∽
60
60
℃,反應物料比應選擇
4
4
1
1
.由表1可知反應溫度過高,反應回收率反而會降低,其原因可能是
溫度過高,甲酸易揮發(fā)
溫度過高,甲酸易揮發(fā)

(2)測定某弗米產(chǎn)品純度的實驗方法如下:
稱取該弗米產(chǎn)品2.5g,將其全部溶解在水中,配制成250mL未知濃度的溶液,取出25.00mL于錐形瓶中,再滴加2~3滴指示劑,用0.10mol?L-1的NaOH溶液滴定至終點,消耗NaOH溶液的體積為18.50mL.
①加入的指示劑是
酚酞
酚酞
(選填“甲基橙”、“石蕊”或“酚酞”),用NaOH溶液滴定至終點的現(xiàn)象是
溶液由無色變?yōu)殂U紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色
溶液由無色變?yōu)殂U紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色

②上述弗米產(chǎn)品中二甲酸鉀的質(zhì)量分數(shù)為
96.2%
96.2%

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科目:高中化學 來源: 題型:

(2010?江蘇一模)開發(fā)具有廣譜、高效、低毒的殺菌、消毒劑是今后發(fā)展的趨勢.
(1)Cl2、H2O2、ClO2(還原產(chǎn)物為Cl-)、O3(1mol O3轉(zhuǎn)化為 1mol O2和1mol H2O)等物質(zhì)常被用作消毒劑.等物質(zhì)的量的上述物質(zhì)消毒效率最高的是
C
C
.(填序號)
A.Cl2    B.H2O2   C.ClO2    D.O3
(2)氯氨(NH2Cl)可作為殺菌劑,請用化學方程式表示氯氨在水中的殺菌機理:
NH2Cl+H2O=NH3+HClO
NH2Cl+H2O=NH3+HClO

(3)氯溴海因(C5H6BrClN2O2)是一種比較安全的氯氣和氯制劑的替代產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)式如右圖所示:
氯溴海因在水中的水解過程比較復雜,主要是水解生成次鹵酸和海因,請畫出海因的結(jié)構(gòu)式:

(4)以鉑(Pt)和鐵為電極,以KOH溶液為電解液,用電解法可制備高鐵酸鉀(K2FeO4).
寫出陽極的電極反應式:
Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O
Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2010?江蘇二模)以天然氣為原料經(jīng)由合成氣(CO、H2)制化學品是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主導技術(shù)路線,主要工藝有以下幾種:
(1)甲烷的部分氧化.其反應式如下:
CH4(g)+
1
2
O2 (g)═CO (g)+2H2(g);△H=-35.6kJ?mol-1
則該反應的△S
0(填“>”、“<”或“=”).
有研究認為甲烷部分氧化的機理為:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H1=-890.3kJ?mol-1
②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H2=247.3kJ?mol-1
③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);△H3=
250.3
250.3
kJ?mol-1
(2)甲烷水蒸汽催化重整.如右上圖所示熱氦氣從下部流入提供能量.由甲烷和水蒸汽混合氣從催化管的上部流入,從下端出來后再向上進入中心管.根據(jù)下表數(shù)據(jù)計算甲烷的轉(zhuǎn)化率為
55%
55%

氣體 進口溫度/℃ 進口壓強/MPa 進口流量/g?s-1 出口流量/g?s-1
甲烷 464 4.26 12 5.4
(3)甲烷二氧化碳催化重整.高溫下,該反應速率明顯降低的原因可能是
溫度過高催化劑失去活性或甲烷在高溫條件下分解產(chǎn)生炭黑影響該反應速率
溫度過高催化劑失去活性或甲烷在高溫條件下分解產(chǎn)生炭黑影響該反應速率

(4)甲烷的部分氧化與重整耦合.以天然氣為燃料的發(fā)電尾氣(主要含CO2、H2O、O2 和N2)與甲烷可直接用于制合成氣.下列說法錯誤的是
C
C
(填序號).
A.直接利用煙氣中的CO2,可以大規(guī)模地減少 CO2的排放量
B.發(fā)電尾氣的出口溫度較高,可以利用以節(jié)約能量
C.使用恰當?shù)拇呋瘎┛梢栽龃蠹淄榈霓D(zhuǎn)化率
D.因發(fā)電尾氣反應中包含甲烷燃燒,可實現(xiàn)部分熱量自供,可降低成本.

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