【題目】錳的用途非常廣泛,在鋼鐵工業(yè)中,錳的用量?jī)H次于鐵,90%的錳消耗于鋼鐵工業(yè),10%的錳消耗于有色冶金、化工、電子、電池、農(nóng)業(yè)等部門.以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3,還含有鐵、鎳、鈷等碳酸鹽雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下:
已知25℃,部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下:
物質(zhì) | Mn(OH)2 | Co(OH)2 | Ni(OH)2 | MnS | CoS | NiS |
Ksp | 2.1×10﹣13 | 3.0×10﹣16 | 5.0×10﹣16 | 1.0×10﹣11 | 5.0×10﹣22 | 1.0×10﹣22 |
(1)步驟Ⅰ中,MnCO3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ;
(2)步驟Ⅰ中需要加入稍過(guò)量的硫酸,其目的有3點(diǎn):①使礦物中的物質(zhì)充分反應(yīng);②提供第Ⅱ步氧化時(shí)所需要的酸性環(huán)境;③ ;
(3)步驟Ⅱ中,MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式是 ;
加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為5.0~6.0,以除去Fe3+.
(4)步驟Ⅲ中,需要用到的玻璃儀器除玻璃棒、漏斗外,還有 ;濾渣2的主要成分是 ;
(5)電解后的廢水中還含有Mn2+,常用石灰乳進(jìn)行一級(jí)沉降得到Mn(OH)2沉淀,過(guò)濾后再向?yàn)V液中加入適量Na2S,進(jìn)行二級(jí)沉降.欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10﹣5molL﹣1,則應(yīng)保持溶液中c(S2﹣)≥ molL﹣1.
【答案】(1)MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O;
(2)抑制Mn2+的水解;
(3)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)燒杯;CoS和NiS;
(5)1.0×10﹣6.
【解析】試題分析:(1)加稀硫酸時(shí)樣品中的MnCO3和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4,并產(chǎn)生二氧化碳和水;
(2)Mn2+離子易水解;
(3)據(jù)得失電子守恒有MnO2+2Fe2+﹣﹣Mn2++2Fe3+,再據(jù)電荷守恒有MnO2+2Fe2++4H+﹣﹣Mn2++2Fe3+,最后據(jù)原子守恒得MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)根據(jù)操作方法判斷缺少的儀器;由于在第一次過(guò)濾之后的濾液中含有Mn2+、Ni2+、Co2+,向其中加入(NH4)2S,根據(jù)各物質(zhì)的溶度積常數(shù)可確定有CoS和NiS沉淀(濾渣2)生成;
(5)由于將一級(jí)沉降根據(jù)MnS的Ksp=c(Mn2+)c(S2﹣)進(jìn)行計(jì)算即可.
解:向碳酸錳礦(主要成分為MnCO3,還含有鐵、鎳、鈷等碳酸鹽雜質(zhì))中加入硫酸,可以發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽,向其中就如具有氧化性的二氧化錳,可以將亞鐵離子氧化為鐵離子,調(diào)節(jié)pH可以將氫氧化鐵沉淀下來(lái),向?yàn)V液中加入硫化銨,可以將鎳離子、鈷離子形成硫化物沉淀下來(lái),最后對(duì)得到的含有錳離子的鹽電解,可以得到金屬錳.
(1)加稀硫酸時(shí)樣品中的MnCO3和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4,并產(chǎn)生二氧化碳和水,步驟Ⅰ中,MnCO3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O,
故答案為:MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O;
(2)Mn2+離子易水解.加入過(guò)量硫酸,還可以抑制Mn2+的水解,
故答案為:抑制Mn2+的水解;
(3)步驟Ⅱ中,MnO2在酸性條件下可將Fe2+離子氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式是據(jù)得失電子守恒有MnO2+2Fe2+﹣Mn2++2Fe3+,再據(jù)電荷守恒有MnO2+2Fe2++4H+﹣Mn2++2Fe3+,最后據(jù)原子守恒得,MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,
故答案為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)步驟Ⅲ為過(guò)濾操作,需要用到的玻璃儀器除玻璃棒、漏斗外,還需要燒杯;
由于在第一次過(guò)濾之后的濾液中含有Mn2+、Ni2+、Co2+,向其中加入(NH4)2S,根據(jù)各物質(zhì)的溶度積常數(shù)可確定有CoS和NiS沉淀(濾渣2)生成,
故答案為:燒杯;CoS和NiS;
(5)MnS的Ksp=c(Mn2+)c(S2﹣)=1.0×10﹣11,為了將Mn2+降到1.0×10﹣5mol/L,則c(S2﹣)===1.0×10﹣6mol/L,即硫化鈉的濃度是1.0×10﹣6mol/L,
故答案為:1.0×10﹣6.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硫及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)、生活中有重要的用途。
(1)硫原子最外層電子軌道表示式為__________。與電子排布式相比,軌道表示式還描述了核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的______和______。
(2)S、Cl、N三種元素常見(jiàn)的氫化物中,寫(xiě)出屬于非電解質(zhì)的電子式___________。已知PbS與O2在高溫時(shí)生成鉛的氧化物和SO2,化學(xué)平衡常數(shù)(K)的表達(dá)式為:K=。
(3)寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________。在2L高溫密閉容器中加入PbS固體和O2,0~5min內(nèi)氣體質(zhì)量增加1.6g,則5min內(nèi)SO2的平均反應(yīng)速率___________________。
(4)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,說(shuō)法正確的是_________(選填編號(hào))。
a. 速率關(guān)系:2v(O2)=3v(SO2)
b. 氣體密度隨著PbS的質(zhì)量增加而增大
c. 每生成1.5molO2,同時(shí)消耗1molSO2
d. 壓縮體積到新平衡,濃度增大的倍數(shù):O2>SO2
(5)向NaOH溶液中緩慢通入SO2至過(guò)量,反應(yīng)過(guò)程中某微粒X的物質(zhì)的量濃度隨通入SO2的體積變化如圖所示。該微粒X為_________。SO2過(guò)量時(shí)溶液中仍存在微粒X,解釋原因。______________________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)測(cè)定NaOH溶液的濃度.用氫氧化鈉溶液來(lái)滴定鄰苯二甲酸溶液時(shí)有下列操作:
①向溶液中加入1~2滴指示劑 ②取20mL標(biāo)準(zhǔn)溶液放入錐形瓶中
③用氫氧化鈉溶液滴定至終點(diǎn) ④重復(fù)以上操作
⑤用天平精確稱取5.105g鄰苯二甲酸氫鉀(相對(duì)分子質(zhì)量為204.2)固體配成250mL標(biāo)準(zhǔn)溶液(測(cè)得pH約為4.2).
⑥根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度.
(1)以上各步中,正確的(填序號(hào))操作順序是__,上述②中使用的儀器除錐形瓶外,還需要使用的儀器是__.選用指示劑是:__
(2)滴定,并記錄NaOH的終讀數(shù).重復(fù)滴定幾次,數(shù)據(jù)記錄如下表:
滴定次數(shù) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) | 1 | 2 | 3 | 4 |
V(樣品)/mL | 20.00 | 20.00 | 20.00 | 20.00 |
V(NaOH)/mL(初讀數(shù)) | 0.10 | 0.30 | 0.00 | 0.20 |
V(NaOH)/mL(終讀數(shù)) | 20.08 | 20.30 | 20.80 | 20.22 |
V(NaOH)/mL(消耗) | 19.98 | 20.00 | 20.80 | 20.02 |
某同學(xué)在處理數(shù)據(jù)過(guò)程中計(jì)算得到平均消耗NaOH溶液的體積為:V(NaOH)==20.20mL,他的計(jì)算合理嗎?理由是____,通過(guò)儀器測(cè)得第4次滴定過(guò)程中溶液pH隨加入氫氧化鈉溶液體積的變化曲線如圖所示,則a____20.02(填“>”、“<”或“=”)
(3)步驟②中在觀察滴定管的起始讀數(shù)時(shí),要使滴定管的尖嘴部分充滿溶液,如果滴定管內(nèi)部有氣泡,趕走氣泡的操作__.
(4)滴定前,用蒸餾水洗凈堿式滴定管,然后加待測(cè)定的氫氧化鈉溶液滴定,此操作對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果__(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】天然氣的主要成分為CH4,可將CH4設(shè)計(jì)成燃料電池,來(lái)解決能源問(wèn)題,裝置如圖所示。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,持續(xù)通入甲烷,消耗甲烷VL。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 當(dāng)0<V≤33.6 L時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-== CO32-+7H2O
B. 正極反應(yīng)式為O2 +4H+ +4e-==2H2O
C. 當(dāng)V=67.2 L時(shí),電池總反應(yīng)方程式可寫(xiě)為CH4+2O2+NaOH== NaHCO3+2H2O
D. 電解質(zhì)溶液中的Na+向正極移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將0.4molMnO2和100mL12mol/L鹽酸混合后加熱,反應(yīng)完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成AgCl沉淀物質(zhì)的量為(不考慮鹽酸揮發(fā))
A.等于0.6molB.小于0.6molC.大于0.6molD.等于0.3mol
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。某溫度下,將2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖甲所示。則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 由圖甲知,A點(diǎn)SO2的平衡濃度為0.4 mol·L-1
B. 由圖甲知,B點(diǎn)SO2、O2、SO3的平衡濃度之比為2∶1∶2
C. 達(dá)平衡后,縮小容器容積,則反應(yīng)速率變化圖象可以用圖乙表示
D. 壓強(qiáng)為0.50 MPa時(shí),不同溫度下SO2轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如丙圖,則T2>T1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)有以下物質(zhì):①鐵②稀硝酸 ③硫酸氫鈉④氫硫酸 ⑤冰醋酸⑥蔗糖溶液⑦三氧化硫氣體⑧硫酸鋇晶體;卮鹣铝袉(wèn)題(用相應(yīng)物質(zhì)序號(hào)填寫(xiě)):
(1) 屬于弱電解質(zhì)的有________________。 (2)寫(xiě)出⑧的溶解平衡的離子方程式_________________。
(3)寫(xiě)出③熔融狀態(tài)下的電離方程式____________________。
(4)寫(xiě)出④在水中的電離方程式________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將70mLKBr和KI的混合溶液分為兩等份。向其中一份通入足量的Cl2,完全反應(yīng)后蒸發(fā)溶液至干,灼燒后得到11.92g固體殘留物。測(cè)得另一份混合液中I-的物質(zhì)的量為0.03mol,計(jì)算
(1)固體殘留物中含有什么物質(zhì)?____
(2)原溶液中含有KBr的質(zhì)量是多少?____
(3)與原70mL溶液中的KBr和KI完全反應(yīng)時(shí),需消耗氯氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)是多少?____
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】利用化學(xué)原理可以對(duì)工廠排放的廢水、廢渣等進(jìn)行有效檢測(cè)與合理處理。某工廠對(duì)制革工業(yè)污
泥中Cr(Ⅲ)的處理工藝流程如下:
已知:①硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
②常溫下,部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下:
陽(yáng)離子 | Fe3+ | Mg2+ | Al3+ | Cr3+ |
沉淀完全時(shí)的pH | 3.7 | 11.1 | 5.4(>8溶解) | 9(>9溶解) |
(1)實(shí)驗(yàn)室用18.4 mol·L-1的濃硫酸配制480 mL 2 mol·L-1的硫酸,需量取濃硫酸___mL;配制時(shí)所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外,還需____________________________。
(2)H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方程式:
___________________________________________。
(3)加入NaOH溶液使溶液呈堿性,既可以除去某些雜質(zhì)離子,同時(shí)又可以將Cr2O72-轉(zhuǎn)化為__________(填微粒的化學(xué)式)
(4)鈉離子交換樹(shù)脂的反應(yīng)原理為:Mn+ + n NaR = MRn + n Na+,則利用鈉離子交換樹(shù)脂可除去濾液Ⅱ中的金屬陽(yáng)離子有__________________。
(5)寫(xiě)出上述流程中用SO2進(jìn)行還原時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________。
(6)沉淀滴定法是測(cè)定粒子濃度的方法之一,為了測(cè)定某廢水中SCN-濃度,可用標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定待測(cè)液,已知:
銀鹽性質(zhì) | AgCl | AgI | AgCN | Ag2CrO4 | AgSCN |
顏色 | 白 | 黃 | 白 | 磚紅 | 白 |
Ksp | 1.8×10-10 | 8.3×10-17 | 1.2×10-16 | 3.5×10-11 | 1.0×10-12 |
滴定時(shí)可選為滴定指示劑的是____(選填編號(hào)),滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是________________________。
A.NaCl B.K2CrO4 C.KI D.NaCN
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