【題目】工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分為MnO2,同時含少量鐵、鋁等的化合物)制備硫酸錳的常見流程如下:
部分金屬陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 |
pH | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 |
(1)一氧化錳用硫酸酸浸時發(fā)生的主要反應的離子方程式為____________________。酸浸后加入MnO2將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,其目的是___________。
(2)濾渣A的成分除MnO2外,還有_______________。
(3)MnO2是制造堿性鋅錳電池的基本原料,放電時負極的電極反應式為________。工業(yè)上以石墨為電極電解酸化的MnSO4溶液生產(chǎn)MnO2,陽極的電極反應式為_________,當陰極產(chǎn)生4.48L(標況)氣體時,MnO2的理論產(chǎn)量為______g。
(4)錳的三種難溶化合物的溶度積:Ksp(MnCO3)=1.8×10-11,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13,Ksp(MnS)=2.0×10-13,則上述三種難溶物的飽和溶液中,Mn2+濃度由大到小的順序是_______>_______>_______(填寫化學式)。
【答案】MnO+2H+=Mn2++H2O 確保鐵元素在后續(xù)操作中完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀而除去 Al(OH)3、Fe(OH)3 Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ 17.4 Mn(OH)2 MnCO3 MnS
【解析】
軟錳礦(主要成分為MnO2,同時含少量鐵、鋁等的化合物)加入碳粉焙燒,MnO2轉(zhuǎn)化為一氧化錳,用稀硫酸浸取,一氧化錳轉(zhuǎn)化為MnSO4,同時鐵和鋁也和稀硫酸反應進入溶液中,用MnO2氧化Fe2+成為Fe3+,便于通過調(diào)節(jié)溶液的PH使之轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。調(diào)節(jié)溶液的PH至5.4時,Fe3+和Al3+都成為氫氧化物而除去,濾液中主要含有Mn2+,用來制取硫酸錳。
(1)一氧化錳用硫酸酸浸時生成硫酸錳和水,因此發(fā)生反應的離子方程式為MnO+2H+=Mn2++H2O;根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,氫氧化亞鐵完全沉淀時的pH值是9.7,因此在pH等于5.4的條件下不能沉淀無法除去。而氫氧化鐵完全沉淀時的pH值只有3.2,所以酸浸后加入MnO2將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+的目的是保鐵元素在后續(xù)操作中完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀而除去。
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,在pH等于5.4的條件下鋁離子與鐵離子已經(jīng)完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,因此濾渣A的成分除MnO2外,還有Al(OH)3、Fe(OH)3。
(3)MnO2是制造堿性鋅錳電池的基本原料,而原電池中負極失去電子,發(fā)生氧化反應,該原電池中鋅是負極,則放電時負極的電極反應式為Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2;電解池中陽極失去電子,發(fā)生氧化反應,則工業(yè)上以石墨為電極電解酸化的MnSO4溶液生產(chǎn)MnO2,則錳離子在陽極放電,因此陽極的電極反應式為Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;電解池中陰極得到電子,發(fā)生還原反應,則陰極是溶液中的氫離子放電產(chǎn)生氫氣。當陰極產(chǎn)生4.48L(標況)氫氣,其物質(zhì)的量是0.2mol,轉(zhuǎn)移0.2mol×2=0.4mol電子,所以根據(jù)電子守恒可知,陽極生成二氧化錳的物質(zhì)的量是0.2mol,則MnO2的理論產(chǎn)量為0.2mol×87g/mol=17.4g。
(4)錳的三種難溶化合物的溶度積:Ksp(MnCO3)=1.8×10-11,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13,Ksp(MnS)=2.0×10-13,由于碳酸錳與硫化錳的組成特點相似,因此溶液中的錳離子濃度與溶度積常數(shù)成正比,即溶度積常數(shù)越大,錳離子濃度越大,所以Mn2+濃度是MnCO3>MnS。根據(jù)溶度積常數(shù)可知,碳酸錳和氫氧化錳溶液中Mn2+濃度分別為、,顯然前者小于后者,所以上述三種難溶物的飽和溶液中,Mn2+濃度由大到小的順序是Mn(OH)2>MnCO3>MnS。
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【題目】現(xiàn)將0.04mol·L-1的某酸(A)溶液和0.02mol·L-1NaOH溶液等體積混合得混合溶液Q。
(1)若A為CH3COOH,Q呈酸性,溶液中所有離子按濃度由大到小排列的順序是___;若A為HCl,100℃時(Kw=10-12),溶液中由水電離出的H+濃度為___mol·L-1;若A為H2S,Q接近中性,則HS-的電離能力___水解能力(填“>”“<”“=”或“無法確定”)。
(2)根據(jù)(1)中信息比較相同條件下,濃度均為0.01mol·L-1的①NaHS、②CH3COONa、③NaCl溶液中,陰離子總濃度由大到小的順序為___(填序號)。
(3)用濃度為0.01mol·L-1的NaOH溶液滴定相同體積、相同濃度的①HCl溶液、②CH3COOH溶液、③H2S溶液,當?shù)味ㄖ林行詴r,消耗NaOH溶液的體積分別為amL、bmL、cmL,則a、b、c的大小關(guān)系是___。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鈦是一種重要的金屬,以鈦鐵礦[主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3),還含有少量Fe2O3]為原料制備鈦的工藝流程如圖所示。
(1)濾液1中鈦元素以TiO2+形式存在,則“溶浸”過程發(fā)生的主要反應的化學方程式為___。
(2)物質(zhì)A為___(填化學式),“一系列操作”為___。
(3)“水解”步驟中生成TiO2·xH2O,為提高TiO2·xH2O的產(chǎn)率,可采取的措施有___、___。(寫出兩條)。
(4)將少量FeSO4·7H2O溶于水,加入一定量的NaHCO3溶液,可制得FeCO3,寫出反應的離子方程式___;若反應后的溶液中c(Fe2+)=2×10-6mol·L-1,則溶液中c(CO32-)=___mol·L-1。(已知:KSP(FeCO3)=2.025×10-11)
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【題目】磺酰氯(SO2Cl2)是一種有機氯化劑,也是鋰電池正極活性物質(zhì)。已知磺酰氯是一種無色液體,熔點-54.1℃,沸點69.1℃,遇水發(fā)生劇烈水解,且產(chǎn)生白霧。
(1)SO2Cl2水解的方程式為_______________________________________________
(2)某學習小組的同學依據(jù)反應:SO2(g)+ Cl2(g)SO2Cl2(g);△H <0,設(shè)計制備磺酰氯裝置如圖:
①E中所用的試劑為________________
②實驗室用Na2SO3和硫酸制備SO2,可選用的氣體發(fā)生裝置是____(選填編號);檢查該裝置氣密性的操作是:關(guān)閉止水夾,再___________________________________
③B處反應管內(nèi)五球中玻璃棉上的活性炭的作用為:_______________________D處U形管中盛放的試劑為_________________,作用 :________________________
(3)已知:以下三個反應的反應熱,a、b、c均為正值
①SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g) △H=-akJ·mol-1
②SO2Cl2(g)+SCl2(g) 2SOCl2(g) △H=-bkJ·mol-1
③SO2Cl2(l) SO2Cl2(g) △H= + ckJ·mol-1
則反應:SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l) △H=______________kJ·mol-1(用含a、b、c的代數(shù)式表示);該反應平衡常數(shù)表達式為K=___________。從化學平衡移動角度分析,反應管通水冷卻的目的為____
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【題目】據(jù)媒體報道,法國一家公司Tiamat日前研發(fā)出比當前廣泛使用的鋰電池成本更低、壽命更長、充電速度更快的鈉離子電池,預計從2020年開始實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。該電池的負極材料為制備原料為、和,電解液為的碳酸丙烯酯溶液。
回答下列問題:
(1)Te屬于元素周期表中______區(qū)元素,其基態(tài)原子的價電子排布式為______。
(2)基態(tài)Na原子中,核外電子占據(jù)的原子軌道總數(shù)為______。
(3)結(jié)合題中信息判斷:C、O、Cl的電負性由大到小的順序為______用元素符號表示。
(4)碳酸丙烯酯的結(jié)構(gòu)簡式如下圖所示,則其中碳原子的雜化軌道類型為______,1mol碳酸丙烯酯中σ鍵的數(shù)目為______。
的幾何構(gòu)型為正八面體形,配體是______,該配離子包含的作用力為______填選項字母。
A.離子鍵 B.極性鍵 C.配位鍵 D.氫鍵 E.金屬鍵
(6)Na和O形成的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,該晶胞的密度為ρg/,阿伏加德羅常數(shù)的值為,則Na與O之間的最短距離為_______________________ 用含ρ、的代數(shù)式表示。
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【題目】香檸檬酚具有抗氧化功能,它的結(jié)構(gòu)如圖,下列說法正確的是( )
A.它的分子式為C13H9O4
B.它與H2發(fā)生加成反應,1mol最多可消耗7mol H2
C.它與溴水發(fā)生反應,1mol最多消耗3molBr2
D.它與NaOH溶液反應,1mol最多消耗3molNaOH
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【題目】在體積恒定的密閉容器中,1 mol A(g)與1 mol B(g)在催化劑作用下加熱到500 ℃發(fā)生反應:A(g)+nB(g)C(g)+D(g) ΔH>0達到平衡,下列判斷正確的是( )
A.升高溫度v(正)增大,v(逆)減小,平衡向正反應方向移動
B.平衡后再加入1 mol B,上述反應的ΔH增大
C.當n<1時,通入惰性氣體,壓強增大,平衡向逆反應方向移動
D.若n=1且A的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡常數(shù)等于1
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【題目】現(xiàn)有下列幾種有機物:
A. B.C.D.CH2 = CH—CH = CH2E.環(huán)戊烷
(1)上述有機物中互為同系物的是_____________,互為同分異構(gòu)體的是____________。
(2)用系統(tǒng)命名法對B進行命名____________________________________。
(3)A與Cl2反應的類型為_____________;D使溴水褪色的反應類型為___________。
(4)B發(fā)生加聚反應的化學方程式為 ____________________________________。
(5)如圖表示的是一種叫做雙烯合成的有機反應,請寫出B與D發(fā)生雙烯合成所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式__________________。
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【題目】用Na2FeO4溶液氧化廢水中的還原性污染物M,為研究降解效果,設(shè)計如下對比實驗探究溫度、濃度、 pH、催化劑對降解速率和效果的影響,實驗測得M的濃度與時間關(guān)系如圖所示,下列說法不正確的是( )
實驗編號 | 溫度℃ | pH |
① | 25 | 1 |
② | 45 | 1 |
③ | 25 | 7 |
④ | 25 | 1 |
A.實驗①在15 min內(nèi)M的降解速率為1.33×10-5mol/(L·min)
B.若其他條件相同,實驗①②說明升高溫度,M降解速率增大
C.若其他條件相同,實驗①③證明pH越高,越不利于M的降解
D.實驗④說明M的濃度越小,降解的速率越快
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