【題目】Mn3O4是一種高性能結(jié)構(gòu)材料,可由含鈣鎂離子的硫酸錳浸出液為原料制備。其工藝流程如圖所示:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

⑴四氧化三錳(Mn3O4)中錳元素的化合價(jià)有+2價(jià)和+3價(jià),其化學(xué)式可改寫為________(選項(xiàng)字母)。

A. MnO Mn2O3 B. 2MnO MnO2 C. Mn2O Mn2O3 D. MnO MnO2

⑵是P2O4密度小于水的無(wú)色液體,用P2O4萃取碘水中的碘,振蕩、靜置后的現(xiàn)象為________。

⑶寫出由Mn(OH)2制備Mn3O4的化學(xué)方程式:________。

⑷通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L1時(shí),沉淀完全。若要除去Ca2+、Mg2+,則殘留液中c(F)應(yīng)不小于_______ mol·L1,=________[已知:Ksp(CaF2) = 2.7×10-11,Ksp(MgF2) =6.5×10-9,;保留三位有效數(shù)字]。

⑸可由水相制備高純度單質(zhì)錳,裝置如圖所示:

①裝置中采用________陰離子陽(yáng)離子交換膜。

②寫出該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式:________

【答案】A 液體分層,上層為紫紅色,下層為無(wú)色 6Mn(OH)2 + O2 = 2Mn3O4 + 6H2O 2.55×10-2 4.15×10-3 陰離子 2MnSO4 + 2H2O 2Mn + O2+ 2H2SO4

【解析】

⑴四氧化三錳(Mn3O4)中錳元素的化合價(jià)有+2價(jià)和+3價(jià)改寫;

P2O4密度比水小,若用P2O4萃取碘水中的碘,液體分層,上層為紫紅色,下層為無(wú)色;

Mn(OH)2和氧氣中加熱生成Mn3O4,根據(jù)得失電子守恒,元素守恒寫出化學(xué)方程式;

⑷若要除去Ca2+、Mg2+,Ca2+、Mg2+離子濃度小于1×10-5 mol·L1,且氟化鎂的溶度積更大一些,則根據(jù)氟化鎂的溶度積計(jì)算,殘留液中c(F),根據(jù)進(jìn)行計(jì)算;

⑸①Mn2+在電解池的陰極得電子生成單質(zhì)錳,需要用陰離子交換膜;②Mn2+在電解池得陰極的電子生成單質(zhì)錳,水中的氫氧根在陽(yáng)極失電子生成氧氣,再寫出總反應(yīng)方程式。

⑴四氧化三錳(Mn3O4)中錳元素的化合價(jià)有+2價(jià)和+3價(jià),根據(jù)化合價(jià)改寫為MnOMn2O3,因此A正確,故答案為:A。

P2O4密度比水小,若用P2O4萃取碘水中的碘,振蕩、靜置后的現(xiàn)象為液體分層,則現(xiàn)象是上層為紫紅色,下層為無(wú)色;故答案為:液體分層,上層為紫紅色,下層為無(wú)色;

Mn(OH)2在空氣中加熱生成Mn3O4,反應(yīng)物是Mn(OH)2和氧氣,根據(jù)得失電子守恒,元素守恒,化學(xué)方程式為6Mn(OH)2 + O2 = 2Mn3O4 + 6H2O;故答案為:6Mn(OH)2 + O2 = 2Mn3O4 + 6H2O

⑷若要除去Ca2+、Mg2+Ca2+、Mg2+離子濃度小于1×10-5 mol·L1,且氟化鎂的溶度積更大一些,則根據(jù)氟化鎂的溶度積計(jì)算,所以,則殘留液中c(F)應(yīng)不小于2.55×10-2 mol·L1,;故答案為:2.55×10-2;4.15×10-3;

⑸①若想制備高純度單質(zhì)錳,則需要Mn2+在電解池的陰極的電子生成單質(zhì)錳,需要用陰離子交換膜;故答案為:陰離子。

Mn2+在電解池的陰極得電子生成單質(zhì)錳,水中的氫氧根在陽(yáng)極失電子生成氧氣,所以該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式:2MnSO4 + 2H2O 2Mn + O2+ 2H2SO4;故答案為:2MnSO4 + 2H2O 2Mn + O2+ 2H2SO4

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A.0≤pH≤5時(shí),HMnO4溶液滿足pHlg+1

B.當(dāng)稀釋至pH均為3時(shí),溶液中c(ClO2)>c(MnO4)

C.稀釋前分別用1 mol·L1NaOH溶液中和,消耗的NaOH溶液體積:HMnO4>HClO2

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發(fā)生的反應(yīng)如下:

CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO

反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:

沸點(diǎn)/℃

密度/(g·cm-3)

水中溶解性

正丁醇

117.2

0.8109

微溶

正丁醛

75.7

0.8017

微溶

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

6.0gNa2Cr2O7放入100mL燒杯中,加30mL水溶解,再緩慢加入5mL濃硫酸,將所得溶液小心轉(zhuǎn)移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石,加熱。當(dāng)有蒸汽出現(xiàn)時(shí),開始滴加B中溶液。滴加過(guò)程中保持反應(yīng)溫度為90—95℃,在E中收集90℃以下的餾分。將餾出物倒入分液漏斗中,分去水層,有機(jī)層干燥后蒸餾,收集75—77℃餾分,產(chǎn)量2.0g。

回答下列問(wèn)題:

1)實(shí)驗(yàn)中,能否將Na2Cr2O7溶液加到濃硫酸中,說(shuō)明理由_____。

2)加入沸石的作用是_____。若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應(yīng)采取的正確方法是______。

3)上述裝置圖中,B儀器的名稱是_____,D儀器的名稱是_____。

4)分液漏斗使用前必須進(jìn)行的操作是_____(填正確答案標(biāo)號(hào))。

a.潤(rùn)濕 b.干燥 c.檢漏 d.標(biāo)定

5)將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分水時(shí),水在_____層(填

6)反應(yīng)溫度應(yīng)保持在90—95℃,其原因是_____。

7)本實(shí)驗(yàn)中,正丁醛的產(chǎn)率為_____%。

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3CO(g)Fe2O3(s)3CO2(g)2Fe(s) H5

下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(

A.H10,△H30B.H20,△H30

C.H1=△H2+△H3D.H3=△H4+△H5

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