【題目】工業(yè)采用氯化銨焙燒菱錳礦制備碳酸錳的流程如下圖所示:
已知:①菱錳礦的主要成分是MnCO3 ,其中含F(xiàn)e、Ca、Mg、Al等元素。
②焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)為:MnCO3 +2NH4Cl MnCl2+2NH3↑ +CO2↑+ H2O。
③部分陽(yáng)離子沉淀時(shí)溶液的pH的值:
Al3- | Fe3+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ | |
開始沉淀的pH值 | 4.1 | 2.2 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH值 | 4.7 | 3.2 | 13.1 | 10.1 | 11.1 |
(1)實(shí)驗(yàn)室“焙燒”操作盛放固體的儀器為____________________。
(2)結(jié)合圖1、2、3,分析焙燒過(guò)程中對(duì)溫度、NH4Cl用量[m(NH4Cl):m(錳礦粉)]、時(shí)間的最佳選擇依次為________________、_______________、______________。
(3)對(duì)錳浸出液凈化除雜時(shí),先加入MnO2將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,再調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為_________________,將Fe3+和Al3+變?yōu)槌恋沓。然后加入NH4F將Ca2+、Mg2+變?yōu)榉锍恋沓ァ?/span>
(4)“碳化結(jié)晶”步驟中,加入碳酸氫銨是反應(yīng)的離子方程式為________________。
(5)上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_______________。
(6)為測(cè)定產(chǎn)品中碳酸錳的含量,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(雜質(zhì)不參加反應(yīng)):實(shí)驗(yàn)步驟為:稱取16.80g試樣,溶于適量的稀硫酸溶液中,向所得溶液中加入稍過(guò)量的磷酸和硝酸,加熱使反應(yīng):2Mn2++NO3-+4PO43-+2H+2[Mn(PO4)2]3-+NO2-+H2O充分進(jìn)行。除去溶液中存在的NO3-和NO2-后,加入l00.00mL2.00 mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,發(fā)生的反應(yīng)為:[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2PO3-;再用1.00mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液滴定過(guò)量的Fe2+,滴定終點(diǎn)時(shí)消耗10.00mL酸性K2Cr2O7溶液。
①酸性K2Cr2O7溶液與Fe2+反應(yīng)的離子方程式為_____________________(還原產(chǎn)物是Cr3+。
②產(chǎn)品中碳酸錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
【答案】坩堝500℃1.10∶1(或1.10/1.1∶1、1.1)60min4.7≤pH<8.8Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2ONH4Cl6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O95.8%或0.958
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)室固體“焙燒”通常在坩堝中進(jìn)行;
(2)隨著溫度的升高,錳浸出率逐漸升高,但是500℃以后,錳浸出率增加緩慢,并且在500℃時(shí),錳浸出率已經(jīng)達(dá)到95%以上,從節(jié)約能源的角度考慮,焙燒溫度取500℃即可;當(dāng)氯化銨與錳礦粉質(zhì)量比為1.1:1時(shí),錳浸出率已經(jīng)達(dá)到95.8%,繼續(xù)增加氯化銨用量,錳浸出率提高不明顯,因此,選擇氯化銨與錳礦粉質(zhì)量比為1.1:1;焙燒時(shí)間為1h時(shí)錳浸出率達(dá)到最大,超過(guò)1h錳浸出率趨于平緩,因此,實(shí)驗(yàn)選擇適宜的焙燒時(shí)間為1h;
(3)在80℃~90℃時(shí),加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+,調(diào)節(jié)溶液的pH在“4.7≤pH<8.8”,水解沉淀Fe3+,此時(shí)Al3+也水解為Al(OH)3沉淀;
(4)“碳化結(jié)晶”時(shí),加入碳酸氫銨是HCO3-的電離促進(jìn)Mn2+生成MnCO3溶液,同時(shí)HCO3-與電離出的H+結(jié)合成水和CO2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(5)“碳化結(jié)晶”時(shí)副產(chǎn)物為NH4Cl,可作為原料循環(huán)使用;
(6)①Fe2+有還原性,能被酸性K2Cr2O7溶液氧化為Fe3+,同時(shí)K2Cr2O7被還原為Cr3+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O;
K2Cr2O7的物質(zhì)的量為1.00 mol·L-1×0.01L=0.01 mol,過(guò)量Fe2+的物質(zhì)的量為0.01 mol×6=0.06mol,則與[Mn(PO4)2]3-反應(yīng)的Fe2+的物質(zhì)的量為2.00 mol·L-1×0.1L-0.06mol =0.14 mol,根據(jù)Mn2+~[Mn(PO4)2]3-~Fe2+,可知Mn2+的物質(zhì)的量為,則樣品中碳酸錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.14mol×115g/mol)÷16.80g×100%=95.8%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在飽和Mg(OH)2溶液中,c(OH-)=1.0×10-4 mol·L-1。若往該溶液中加入NaOH溶液,使溶液的c(OH-)變?yōu)樵瓉?lái)的10倍,則Mg(OH)2的溶解度在理論上將
A.變?yōu)樵瓉?lái)的10-3倍 B.變?yōu)樵瓉?lái)的10-2倍
C.變?yōu)樵瓉?lái)的10倍 D.不發(fā)生變化
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【題目】在體積都為1 L,pH 都等于2 的鹽酸和醋酸溶液中,投入0.65 g 鋅粒,則下圖所示比較符合客觀事實(shí)的是
A. A B. B C. C D. D
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【題目】某有機(jī)物A對(duì)氫氣的相對(duì)密度為29,燃燒該有機(jī)物2.9克,生成3.36L(STP)二氧化碳。
(1)求該有機(jī)物的分子式;
(2)取0.58克該有機(jī)物與足量的銀氨溶液反應(yīng),析出金屬銀2.16克。寫出該化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】成語(yǔ)是中華民族燦爛文化中的瑰寶,許多成語(yǔ)中蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)原理,下列成語(yǔ)中涉及氧化還原反應(yīng)的是( )
A. 木已成舟 B. 鐵杵成針 C. 蠟炬成灰 D. 滴水成冰
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)金屬的說(shuō)法中,正確的是( )
①純鐵較生鐵不易生銹 ②冶煉鋁和鈉都可以用電解法
③KSCN溶液可以檢驗(yàn)Fe3+離子 ④缺鈣會(huì)引起骨質(zhì)疏松,缺鐵會(huì)引起貧血
⑤青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金 ⑥銅與硫反應(yīng),生成黑色的CuS
A. ①②③④⑤ B. ②③④⑤⑥ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤⑥
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鐵和鈷是兩種重要的過(guò)渡元素。
(1)鈷位于元素周期表得第_____________族,其基態(tài)原子中未成對(duì)電子的個(gè)數(shù)為______。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名稱是三硝酸六尿素合鐵(Ⅲ),是一種重要的配合物。該化合物中Fe3+的核外電子排布式為____________________,所含非金屬元素的電負(fù)性由大到小的順序是____________________。
(3)尿素分子中、碳原子為________雜化,分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為____________________。
(4)FeO晶體與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似,比較FeO與NaCl的晶格能大小,還需要知道的數(shù)據(jù)是______。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物,結(jié)構(gòu)分別為[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位數(shù)是6,為確定鈷的配合物的結(jié)構(gòu),現(xiàn)對(duì)兩種配合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在第一種配合物溶液中加硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀,在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀。則第二種配合物的配體為____________________。
(6)奧氏體是碳溶解在γ-Fe中形成的一種間隙固溶體,無(wú)磁性,其晶胞為面心立方結(jié)構(gòu),如下圖所示,則該物質(zhì)的化學(xué)式為____________________。若晶體密度為dg·cm3,則晶胞中最近的兩個(gè)碳原子的距離為____________________pm(阿伏伽德羅常數(shù)的值用NA表示,寫出簡(jiǎn)化后的計(jì)算式即可)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì),前者屬于電解質(zhì),后者屬于非電解質(zhì)的是
A.NaCl晶體、BaSO4
B.銅、二氧化硫
C.硫酸溶液、HCl
D.熔融的KNO3、酒精
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組微粒中不互為等電子體的是
A. CH4、NH4+ B. H2S、HCl C. CO2、N2O D. CO32-、NO3-
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