【題目】工業(yè)上可用軟錳礦(主要成分是MnO2)和黃鐵礦(主要成分是FeS2)為主要原料制備高性能磁性材料碳酸錳(MnCO3)。其工業(yè)流程如下:
回答下列問題:
(1)為了提高溶浸工序中原料的浸出率,除了可以攪拌、將礦石研磨粉碎以外,可以采取的措施有(寫兩條)________________。
(2)副產(chǎn)品A的化學式是________________。
(3)凈化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等雜質。若測得濾液中c(F-)=0.01 mol·L-1,則濾液中殘留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕。
(4)沉錳工序中,加入NH4HCO3后有無色無味的氣體放出,同時有淺紅色的沉淀生成,發(fā)生反應的離子方程式是________________;沉錳工序中判斷沉淀已經(jīng)洗滌干凈的實驗操作是________________。
(5)已知MnCO3難溶于水和乙醇,潮濕時易被空氣氧化,100℃開始分解。工業(yè)上一般用少量C2H5OH洗滌的原因是________________。
(6)溶浸過程中發(fā)生的主要反應如下,請完成并配平該反應的離子方程式:_____________ FeS2+_____________ MnO2+_____________ =_____________ Fe3++_____________ Mn2++_____________ SO42-+_____________ ,___________________
【答案】適當升高溫度、適當提高稀硫酸的濃度 (NH4)2SO4 1.46×10-6molL-1 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O 取最后一次洗滌液,加入幾滴BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則洗滌干凈 防止MnCO3潮濕時被空氣氧化、便于在溫度低于100℃干燥 2FeS2+15MnO2+28H+=2Fe3++15Mn2++4SO42—+14H2O
【解析】
試題本題以軟錳礦和黃鐵礦為主要原料制備MnCO3的流程為載體,考查流程的分析,反應條件的控制,溶度積的計算,離子方程式的書寫,基本實驗操作,離子方程式的配平。軟錳礦和黃鐵礦用稀硫酸溶浸后軟錳礦中的MnO2主要轉化為MnSO4,黃鐵礦中FeS2主要轉化為Fe2(SO4)3;溶浸過程中FeS2可能轉化為FeSO4,溶浸后的溶液中加入MnO2將Fe2+氧化成Fe3+,加入石灰調節(jié)pH使Fe3+完全轉化為Fe(OH)3沉淀除去;凈化工序中加入(NH4)2S除去Cu2+,加入NH4F除去Ca2+;沉錳過程即向MnSO4溶液中加入NH4HCO3、氨水形成MnCO3,過濾后的廢液中含大量的NH4+、SO42-。
(1)為了提高溶浸工序中原料的浸出率,除了可以攪拌、將礦石研磨粉碎外,還可以采取的措施有:適當升高溫度、適當提高稀硫酸的濃度。
(2)沉錳過濾后的廢液中含大量的NH4+、SO42-,副產(chǎn)品A的化學式為(NH4)2SO4。
(3)CaF2的溶解平衡表達式為CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq),Ksp(CaF2)=c(Ca2+)·c2(F-),若濾液中c(F-)=0.01mol/L,則濾液中殘留的c(Ca2+)= Ksp(CaF2)c2(F-)=1.4610-10(0.01)2=1.4610-6mol/L。
(4)沉錳工序中,加入NH4HCO3后有無色無味的氣體放出,同時有淺紅色的沉淀生成,Mn2+與HCO3-電離產(chǎn)生的CO32-形成MnCO3沉淀,促進HCO3-進一步電離產(chǎn)生H+,H+與另一部分HCO3-生成H2O和CO2,發(fā)生反應的離子方程式為Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑。沉錳工序中要判斷沉淀已經(jīng)洗滌干凈即檢驗最后洗滌液中不含(NH4)2SO4,沉錳工序中判斷沉淀已經(jīng)洗滌干凈的實驗操作是:取最后一次洗滌液少許,加入幾滴BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則洗滌干凈。
(5)MnCO3潮濕時易被空氣氧化,100℃MnCO3開始分解,工業(yè)上用少量C2H5OH洗滌的原因是:防止MnCO3潮濕時被空氣氧化、便于在溫度低于100℃干燥(乙醇的沸點低于100℃)。
(6)在反應中FeS2中Fe元素的化合價由+2價升至+3價,S元素的化合價由-1價升至+6價,1molFeS2失去15mol電子;Mn元素的化合價由+4價降至+2價,1molMnO2得到2mol電子;根據(jù)得失電子守恒配平:2FeS2+15MnO2→2Fe3++4SO42-+15Mn2+,在溶浸過程中加入稀硫酸,結合原子守恒和電荷守恒,寫出配平的離子方程式為2FeS2+15MnO2+28H+=2Fe3++4SO42-+15Mn2++14H2O。
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【題目】某化學興趣小組為了探究鉻和鐵的活潑性,設計如圖所示裝置,下列推斷合理的是( )
A. 若鉻比鐵活潑,則電子經(jīng)外電路由鐵電極流向鉻電極
B. 若鐵比鉻活潑,則溶液中H+向鐵電極遷移
C. 若鉻比鐵活潑,則鐵電極反應式為2H++2e-=H2↑
D. 若鐵電極附近溶液pH增大,則鐵比鉻活潑
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【題目】在一定溫度下的定容密閉容器中,當容器中的下列物理量不再變化時,表明反應:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已達平衡的是( )
A. 混合氣體的壓強 B. 混合氣體的密度 C. B的物質的量濃度 D. 氣體的總物質的量
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【題目】1mol CH2=CH—CH2CH3與Cl2完全發(fā)生加成反應后,再與Cl2徹底取代,兩過程共消耗Cl2的物質的量為( )
A. 9mol B. 5mol C. 7mol D. 8mol
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【題目】有人常用廢舊報紙包裝食品,這是極不衛(wèi)生的,原因是報紙中除含有多種病菌外,還含有易使人中毒的多氯聯(lián)苯和( )
A.硫B.機油
C.三氯化銻D.鉛
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【題目】對于苯乙烯(結構如下圖)的下列敘述中:①能使酸性KMnO4溶液退色;②可發(fā)生加聚反應;③可溶于水;④可溶于苯中;⑤能與濃硝酸發(fā)生取代反應;⑥所有的原子
可能共平面,其中正確的是
A. 僅①②④⑤B. 僅①②⑤⑥
C. 僅①②④⑤⑥D. 全部正確
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【題目】在地殼中SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)ΔH=-148.9kJ·mol-1。
(1)如果該反應在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當反應達到平衡時_______(填字母)。
a.2v正(HF)=v逆(H2O) b.v(H2O)=2v(SiF4)
c.SiO2的質量保持不變 d.反應物不再轉化為生成物
(2)若反應容器容積為2.0L,反應時間8.0min,容器內氣體的密度增大了0.12g·L-1,在這段時間內HF的平均反應速率為_____________。
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【題目】下列儀器用于過濾和蒸發(fā)分離物質的是( )
①漏斗、谠嚬堋、壅舭l(fā)皿、芴炱健、轃、扪欣
A.①③④B.①②⑥C.①③⑤D.①③⑥
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【題目】焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進行如下實驗:
實驗一 焦亞硫酸鈉的制取
采用如圖裝置(實驗前已除盡裝置內的空氣)制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出,發(fā)生的反應為:Na2SO3+SO2=Na2S2O5
(1)裝置I中產(chǎn)生氣體的化學方程式為__________________。
(2)要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體,可采取的分離方法是_________。
(3)裝置Ⅲ用于處理尾氣,可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為________(填序號)。
實驗二 焦亞硫酸鈉的性質
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)證明NaHSO3溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度,可采用的實驗方法是________(填序號)。
a.測定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液 c.加入鹽酸
d.加入品紅溶液 e.用藍色石蕊試紙檢測
(5)檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是____________。
實驗三 葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測定
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)的方案如下:
(已知:滴定時反應的化學方程式為SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)
①按上述方案實驗,消耗標準I2溶液25.00 mL,該次實驗測得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)為________________g·L-1。
②在上述實驗過程中,若有部分HI被空氣氧化,則測得結果____(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
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