【題目】高純MnCO3在電子工業(yè)中有重要的應(yīng)用,工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分是MnO2,還含有Fe2O3CaCO3、CuO等雜質(zhì))制取碳酸錳的流程如圖所示:

已知:還原焙燒主反應(yīng)為2MnO2C2MnOCO2

可能用到的數(shù)據(jù)如下:

根據(jù)要求回答下列問題:

(1)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟A,混合物應(yīng)放在__________中加熱;步驟C中的濾渣為__________。

(2)步驟D中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__________。

(3)步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為____________,其目的是______________________________。

(4)步驟G,溫度控制在35℃以下的原因是____________________________________,若Mn2+恰好沉淀完全時(shí)測得溶液中CO32-的濃度為2.2×106mol/L,則Ksp(MnCO3)____________

(5)生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌,檢驗(yàn)洗滌是否干凈的方法是_____________________。

(6)現(xiàn)用滴定法測定產(chǎn)品中錳元素的含量。實(shí)驗(yàn)步驟:稱取3.300 g試樣,向其中加入稍過量的磷酸和硝酸,加熱使產(chǎn)品中MnCO3完全轉(zhuǎn)化為[Mn(PO4)2]3(其中NO3-完全轉(zhuǎn)化為NO2);加入稍過量的硫酸銨,發(fā)生反應(yīng)NO2-NH4N22H2O以除去NO2-;加入稀硫酸酸化,再加入60.00 mL 0.500 mol·L1硫酸亞鐵銨溶液,發(fā)生的反應(yīng)為[Mn(PO4)2]3Fe2Mn2Fe32PO43;用5.00 mL 0.500 mol·L1酸性K2Cr2O7溶液恰好除去過量的Fe2

①酸性K2Cr2O7溶液與Fe2+反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。

②試樣中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________

【答案】坩堝 C、 CuCaSO4 12 3.7≤pH8.1 使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去,而不影響Mn2 減少碳酸氫銨的分解,提高原料利用率 2.2×1011 取少量最后一次的洗滌液于試管中,向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明已洗滌干凈 6Fe2Cr2O72-14H=6Fe32Cr37H2O 25%

【解析】

(1)~(5)原料加木炭焙燒,主要發(fā)生2MnO2+C2MnO+CO2,且CFe2O3、CuO發(fā)生反應(yīng),生成Fe、Cu,再用硫酸酸浸過濾得到MnSO4FeSO4溶液,過濾分離出濾渣為不和稀硫酸反應(yīng)的Cu、過量的木炭以及碳酸鈣轉(zhuǎn)化成的CaSO4,再氧化、調(diào)節(jié)pH除去Fe3+得到MnSO4溶液,最后與NH4HCO3反應(yīng)生成MnCO3,分離烘干得到MnCO3,以此來解答。

(6)滴定原理為:利用酸性K2Cr2O7滴定剩余的Fe2+的量,從而確定與[Mn(PO4)2]3反應(yīng)的Fe2+的量,繼而確定Mn元素的量。

(1)高溫焙燒物質(zhì)應(yīng)在坩堝中進(jìn)行;根據(jù)分析可知濾渣為C、CuCaSO4

(2)步驟DMnO2被還原成Mn2+,化合價(jià)降低2價(jià),Fe2+被氧化成Fe3+,化合價(jià)升高1價(jià),根據(jù)得失電子守恒,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為12

(3)此時(shí)溶液中的雜質(zhì)主要為Fe3+,結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為3.7≤pH8.3,其目的是使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去,而不影響Mn2+

(4)銨鹽不穩(wěn)定,受熱易分解,所以步驟G中溫度需控制在35℃以下,減少碳酸氫銨的分解,提高原料利用率;Mn2恰好沉淀完全時(shí)可認(rèn)為c(Mn2+)=10-5mol/LKsp(MnCO3)= c(Mn2+c(CO32-)=10-5×2.2×106=2.2×10-11;

(5)生成的MnCO3沉淀可能附著有硫酸鹽,所以檢驗(yàn)是否含有硫酸根即可確認(rèn)沉淀是否洗滌干凈,具體操作為:取少量最后一次的洗滌液于試管中,向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明已洗滌干凈;

(6)①酸性K2Cr2O7具有強(qiáng)氧化性,可以把亞鐵離子氧化成鐵離子,自身被還原成Cr3+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒和原子守恒可得離子方程式為6Fe2Cr2O72-14H=6Fe3+2Cr37H2O;

②根據(jù)方程式6Fe2Cr2O72-14H=6Fe32Cr37H2O可知剩余n(Fe2+)= 0.500 mol·L-1×0.005L×6=0.015mol,則與[Mn(PO4)2]3反應(yīng)的n(Fe2+)=0.500 mol·L-1×0.06L-0.015mol=0.015mol,根據(jù)方程式[Mn(PO4)2]3-Fe2Mn2Fe32PO43可知n(Mn)=0.015mol,所以錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=25%。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是(  )

A.NaClO(aq)HClO(aq)Cl2(g)

B.Fe3O4(s)Fe(s)Fe(NO3)3(aq)

C.Cu(s)Cu2O(s) CuSO4(aq)

D.S(s)SO2(g)BaSO3(s)

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【題目】已知熱化學(xué)方程式:SO2(g)+ 1/2O2(g) SO3(g) ΔH―98.32kJmol,在容器中充入2molSO21molO2充分反應(yīng),最終放出的熱量為(

A. 196.64kJB. 小于98.32kJ

C. 小于196.64kJD. 大于196.64kJ

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】釔鋇銅氧、汞鋇銅氧、汞鋇鈣銅氧等都是常見的高溫超導(dǎo)體;卮鹣铝袉栴}:

(1)釔(39Y)是一種重要的稀土金屬,基態(tài)Y原子的價(jià)電子排布式為______。下列科學(xué)家中,在稀土化學(xué)領(lǐng)域做出重要貢獻(xiàn)的是_________(填標(biāo)號)。

a.侯德榜 b.屠呦呦 c.徐光憲

(2)BaCO3可用于制備上述高溫超導(dǎo)體,其3種組成元素中,第一電離能最大的是______(填元素符號),CO32-的空間構(gòu)型為________,其中碳原子的雜化方式為________________。

(3)汞鋇銅氧晶體的晶胞如下圖A所示,通過摻雜Ca2+獲得的具有更高臨界溫度的超導(dǎo)材料如圖B所示。

汞鋇銅氧晶體的密度為______g·cm-3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。圖A晶胞中鋇離子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為()和_________。摻雜Ca2+所得超導(dǎo)材料的化學(xué)式為_________

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【題目】下列熱化學(xué)方程式中,正確的是(

A.甲烷的燃燒熱為890.3kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4g+2O2g=CO2g+2H2O(g) H=-890.3kJ·mol-1

B.500℃、30MPa下,將 0.5molN2g)和1.5molH2g)置于密閉容器中充分反應(yīng)生成 NH3g)放熱19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為:N2g+3H2g2NH3g H = -38.6kJ·mol-1

C.HCl NaOH 反應(yīng)的中和熱H=-57.3 kJ·mol-1 ,則H2SO4BaOH2反應(yīng)的中和熱 H = 2×-57.3kJ·mol -1

D.101kPa 時(shí),2gH2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) H =-571.6 kJ·mol-1

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【題目】常溫下,用0.100 mol·L1 NaOH溶液滴定10 mL 0.100 mol·L1 H3PO4溶液,曲線如圖所示。下列說法正確的是

A.滴定終點(diǎn)a可選擇酚酞作指示劑

B.c點(diǎn)溶液中c(Na)>3c(PO43)2c(HPO42)c(H2PO4)

C.b點(diǎn)溶液中c(HPO42)>c(PO43)>c(H2PO4)

D.ab、c三點(diǎn)中水的電離程度最小的是c

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【題目】環(huán)丙貝特(H)是一種降血脂藥物,可明顯降低極低密度和低密度脂蛋白水平,并升高高密度脂蛋白,通過改善膽固醇的分布,可減少CHLDL在血管壁的沉積,還有溶解纖維蛋白和阻止血小板凝聚作用。如圖是合成環(huán)丙貝特的一種新方法:

回答下列問題:

(1)B的化學(xué)名稱為___________

(2)F中非含氧官能團(tuán)的名稱為___________。

(3)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為___________,反應(yīng)④的化學(xué)方程式為_______________________。

(4)M的同分異構(gòu)體,能與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體,則M的結(jié)構(gòu)共有____(不考慮立體異構(gòu));其中1HNMR中有3組峰,且峰面積之比為621的結(jié)構(gòu)簡式為___________

(5)利用Wittig反應(yīng),設(shè)計(jì)以環(huán)己烷為原料(其他試劑任選),制備的合成路線:____________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有一包白色固體,可能含有Na2CO3、KNO3KCl、BaCl2CuSO4,按下列步驟實(shí)驗(yàn)。

①將該固體溶于水得無色溶液。

②向溶液中加入AgNO3溶液,得到白色沉淀,再加足量的稀HNO3,白色沉淀部分溶解并有氣泡產(chǎn)生,把氣體通入澄清石灰水,石灰水變渾濁。根據(jù)上述現(xiàn)象判斷:

1)一定存在的物質(zhì)是_______;一定不存在的物質(zhì)是________;可能存在的物質(zhì)是_____________

2)請寫出白色沉淀部分溶解的化學(xué)方程式_____

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】根據(jù)合成氨反應(yīng)的能量變化示意圖,下列有關(guān)說法正確的是(

A. 若合成氨反應(yīng)使用催化劑,反應(yīng)放出的熱量增多

B. 斷裂0.5moIN2(g)和1.5molH2(g)中所有的化學(xué)鍵釋放akJ熱量

C. 2NH3(l)= N2(g)+3H2(g) H=2(b+c-a) kJ/mol

D. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H=-2(a-b)kJ/mol

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