【題目】馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2·H2O]主要用作磷化劑。以軟錳礦(主要成分為MnO2及少量的FeO、Al2O3和SiO2)為原料制備馬日夫鹽的主要工藝流程如圖:
(1)按照無機物命名規(guī)律,馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2·2H2O]的化學名稱為______。在反應中,Mn2+若再失去一個電子比Fe2+再失去一個電子難,從原子結構解釋其原因_______。
(2)“浸錳”過程中主要反應的離子方程式為_______。濾渣X主要成分為_________。檢驗“沉錳”已完成的實驗操作及現(xiàn)象是_________。步驟五產生馬日夫鹽晶體的化學方程式為_________。
(3)Fe3+的萃取率與溶液的pH和接觸時間之間的關系如圖,據(jù)此分析,萃取的最佳條件為__________。
(4)馬日夫鹽作防銹磷化劑的原因是利用其較強的酸性以及在防銹處理過程中生成了具有保護作用的FeHPO4,馬日夫鹽顯酸性的主要原因是__________(用相關化學用語回答)。
【答案】二水合磷酸二氫錳 Mn2+外圍電子為3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài),而Fe2+外圍電子為3d6 ,可失去一個電子變?yōu)?/span>3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài) 2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2=+Mn2+ Al(OH)3 在上層清液中繼續(xù)滴加Na2CO3溶液,若無沉淀生成則說明沉錳已經完成 MnCO3+2H3PO4+H2O=Mn(H2PO4)2·2H2O+CO2↑ pH=1.7下萃取60 min
【解析】
軟錳礦(主要成分為MnO2,還含有少量的FeO、Al2O3和SiO2)用稀硫酸浸取,MnO2、FeO、Al2O3被溶解,同時MnO2“氧化”Fe2+,剩余的二氧化錳被通入的二氧化硫還原,反應為2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+,SiO2不溶,過濾,濾渣為SiO2,濾液含有:Mn2+、Fe3+、Al3+,加入有機萃取劑,除去Fe3+,調節(jié)水層的pH除去Al3+,濾渣X為Al(OH)3,濾液主要含有硫酸錳,加入碳酸鈉溶液沉錳,得到碳酸錳,碳酸錳與磷酸反應,凈化得到Mn(H2PO4)22H2O,據(jù)此分析解答。
(1)馬日夫鹽[Mn(H2PO4)22H2O的化學名稱為二水合磷酸二氫錳;Mn2+外圍電子為3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài),而Fe2+外圍電子為3d6 ,可失去一個電子變?yōu)?/span>3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài),因此Mn2+若再失去一個電子比Fe2+再失去一個電子難,故答案為:二水合磷酸二氫錳;Mn2+外圍電子為3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài),而Fe2+外圍電子為3d6 ,可失去一個電子變?yōu)?/span>3d5的半充滿穩(wěn)定狀態(tài);
(2)“浸錳”過程中,二氧化錳將亞鐵離子氧化生成鐵離子,多余的二氧化錳被二氧化硫還原為錳離子,反應的離子方程式為2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+。濾渣X主要成分為Al(OH)3。“沉錳”過程中加入碳酸鈉與硫酸錳反應生成碳酸錳沉淀,檢驗“沉錳”已完成的實驗操作及現(xiàn)象是在上層清液中繼續(xù)滴加Na2CO3溶液,若無沉淀生成則說明沉錳已經完成。步驟五產生馬日夫鹽晶體的化學反應方程式為H2O+MnCO3+2H3PO4=Mn(H2PO4)22H2O+CO2↑,故答案為:2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+;Al(OH)3;在上層清液中繼續(xù)滴加Na2CO3溶液,若無沉淀生成則說明沉錳已經完成;MnCO3+2H3PO4+H2O=Mn(H2PO4)2·2H2O+CO2↑;
(3)由Fe3+的萃取率與溶液的pH和接觸時間之間的關系圖,可知萃取的最佳條件為pH=1.7下萃取60min,萃取率最大,故答案為:pH=1.7下萃取60min;
(4)馬日夫鹽水解顯酸性主要是磷酸二氫根離子能夠電離,電離方程式為H2PO4-H++HPO42-,故答案為:H2PO4-H++HPO42-。
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【題目】下列離子方程式正確的是( )
A.銅和硝酸銀溶液反應:Cu+Ag+=Cu2++Ag
B.鐵和稀硫酸反應:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
C.碳酸鈣與稀鹽酸反應:CO+2H+=CO2↑+H2O
D.硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液反應:Ba2++SO=BaSO4↓
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【題目】某小組研究鐵與水蒸氣的反應,兩位同學分別進行了如下實驗。
實驗Ⅰ | 實驗Ⅱ |
請回答:
(1)實驗Ⅰ中濕棉花的作用是______________。
(2)實驗Ⅰ中反應的化學方程式是__________。
(3)甲同學觀察到實驗Ⅰ中持續(xù)產生肥皂泡,實驗Ⅱ中溶液B呈現(xiàn)紅色。說明溶液A中含有___________。
(4)乙同學觀察到實驗Ⅰ中持續(xù)產生肥皂泡,但實驗Ⅱ中溶液B未呈現(xiàn)紅色。溶液B未呈現(xiàn)紅色的原因是____________。
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【題目】為研究鐵鹽與亞硫酸鹽之間的反應,某研究小組利用孔穴板進行了實驗探究:
小組記最的實驗現(xiàn)象如下表所示:
開始時 | 5min 后 | 3天后 | |
實驗I | 溶液立即變?yōu)榧t褐色,比II、III中略淺 | 與開始混合時一致 | 溶液呈黃色,底部出現(xiàn)紅褐色沉淀 |
實驗II | 溶液立即變?yōu)榧t褐色 | 紅褐色明顯變淺 | 溶液呈黃綠色 |
實驗III | 溶液立即變?yōu)榧t褐色 | 紅褐色變淺,比II中深 | 溶液呈黃色 |
(1)測得實驗所用0.4mol/LFeCl3溶液及Fe(NO3)3溶液pH均約為1.0。兩溶液均呈酸性的原因是_______________(用離子方程式表示)。
(2)開始混合時,實驗I中紅褐色比II、III中略淺的原因是____________________________。
(3)為了探究5min后實驗II、III中溶液紅褐色變淺的原因,小組同學設計了實驗IV;分別取少量 5min后實驗I、II、III中溶液,加入2滴鐵氰化鉀溶液,發(fā)現(xiàn)實驗II、III中出現(xiàn)藍色沉淀,實驗I中無明顯變化。試用方程式解釋溶液中出現(xiàn)Fe2+的原因______________________________。
(4)針對5min后實驗III中溶液顏色比實驗II中深,小組同學認為可能存在三種因素:
①Cl-可以加快Fe3+與SO32-的氧化還原反應:
②NO3-可以______________________________;
③NO3-在酸性環(huán)境下代替Fe3+氧化了SO32-,同時消耗H+,使Fe3+水解出的Fe(OH)3較多。
通過實驗V和實驗VI進行因素探究:
實驗操作(己知Na+對實驗無影響) | 5min后的現(xiàn)象 | |
實驗V | 在2mLpH=1.0的0.4mol/L Fe(NO3)3溶液中溶解 固體,再加入2滴0.4mol/L Na2SO3溶液 | 溶液的紅褐色介于II、III之間 |
實驗VI | 在2mLpH=1.0的稀硝酸中溶解約0.19gNaNO3固體,再加 入2滴0.4mol/LNa2SO3溶液。向其中滴入少量BaCl2溶液 | _______________________。 |
實驗結論:因素①和因素②均成立,因素③不明顯。請將上述方案填寫完整。
(5)通過上述時間,以下結果或推論合理的是_______________(填字母)。
a.Fe3+與SO32-同時發(fā)生水解反應和氧化還原反應,且水解反應的速率快,等待足夠長時間后,將以氧化還原反應為主
b.濃度為1.2mol/L的稀硝酸在5min內不能將Fe2+氧化
c.向pH大于1的稀硝酸中加入少量Ba(NO3)2,使其完全溶解,可用來檢驗實驗1的上層淸液中是否存在SO42-
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【題目】室溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1mol·L-1Fe2(SO4)3溶液:H+、NH、NO、Cl-
B.0.1mol·L-1Na2SO3溶液:K+、NH、SO、ClO-
C.0.1mol·L-1KHCO3溶液:Na+、Ba2+、Cl-、OH-
D.0.1mol·L-1H2SO4溶液:K+、NH、NO、HSO
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【題目】高聚物L:是一種來源于生物學靈感的新型粘合劑。下列關于高聚物L的說法中,不正確的是
A. 單體之一為
B. 在一定條件下能發(fā)生水解反應
C. 的結構中不含酯基
D. 生成1mol L的同時,會有(x+y-1)mol H2O生成
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【題目】用NaClO溶液吸收NO尾氣,可提高NO的去除率。其他條件相同時,NO(轉化為NO3-)的轉化率隨NaClO溶液初始pH(用稀硫酸調節(jié))的變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A.若要吸收44.8 L NO,則消耗3 mol NaClO
B.向NaClO溶液中通入NO后,溶液pH增大
C.HClO氧化NO的能力比NaClO強
D.NaClO溶液中c(OH-)>c(H+)+c(HClO)
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【題目】氮化鍶(Sr3N2)在工業(yè)上廣泛用于生產熒光粉。鍶與氮氣在加熱條件下可生成氮化鍶,氮化鍶遇水劇烈反應。某同學設計如下裝置制備氮化鍶(各裝置盛裝足量試劑),所使用的氮氣樣品可能含有少量CO、CO2、O2等氣體雜質。
已知:醋酸二氨合亞銅CH3COO[Cu(NH3)2]溶液能定量吸收CO,但易被O2氧化,失去吸收CO能力;連苯三酚堿性溶液能定量吸收O2。
Ⅰ.氮化鍶的制取
(1)裝置B儀器的名稱是_____________。
(2)裝置C、D、E盛裝的試劑分別是_____________(填代號)。
甲.連苯三酚堿性溶液 乙.濃硫酸 丙.醋酸二氨合亞銅溶液
(3)該套裝置設計存在缺陷,可能會導致產品變質,提出改進方案____________。
Ⅱ.產品純度的測定
稱取6.0 g Ⅰ中所得產品,加入干燥的三頸瓶中,然后由恒壓漏斗加入蒸餾水,通入水蒸氣,將產生的氨全部蒸出,用200mL1.00mol/L的鹽酸標準溶液完全吸收(吸收液體積變化忽略不計)。從燒杯中量取20.00 mL的吸收液,用1.00mol/LNaOH標準溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗16.00mLNaOH溶液。(圖中夾持裝置略)
(4)三頸瓶中發(fā)生的化學反應方程式為____________________________。
(5)裝置中2的作用為__________________________________________。
(6)用1.00mol/LNaOH標準溶液滴定過剩的HCl時所選指示劑為_________(填字母)。
a.石蕊試液 b.酚酞試液 c.甲基橙
(7)產品純度為____________________。
(8)下列實驗操作可能使氮化鍶(Sr3N2)測定結果偏高的是_________(填字母)。
a.滴定時未用NaOH標準溶液潤洗滴定管
b.讀數(shù)時,滴定前平視,滴定后俯視
c.搖動錐形瓶時有液體濺出
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【題目】有A、B、C、D、E、F六種元素:其中A、B、C、D、E是短周期元素,F為過渡金屬,原子序數(shù)依次增大,A、B處于同一周期,B的最外層電子數(shù)是內層電子數(shù)的3倍。C、D、E同處另一周期。C、B可按原子個數(shù)比2∶l和1∶1分別形成兩種化合物甲和乙。D、A按原子個數(shù)比3∶2形成離子化合物丙。E是地殼中含量最高的金屬元素,F是生活生產中用量最多的金屬。根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)A原子最外層的電子排布圖_______
(2)B元素在周期表中的位置是______________
(3)化合物乙的化學鍵類型是________________
(4)化合物丙的電子式是____________
(5)F的電子排布式是__________
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