【題目】氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下:
已知:①菱錳礦的主要成分是MnCO3,還含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1mol/L]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:
③常溫下,CaF2、MgF2的溶度積分別為1.46×10-10、7.42×10-11。
回答下列問題:
(1)“焙燒”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
分析下列圖1,氯化銨焙燒菱錳礦的最佳條件是:焙燒溫度為500℃。分析選擇反應(yīng)溫度為500℃的原因_________________。
(2)浸出液“凈化除雜”過程如下:首先加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為_________;再調(diào)節(jié)溶液的pH將Al3+、Fe3+變?yōu)槌恋沓,溶?/span>pH的范圍為_________;然后加入NH4F將Ca2+、Mg2+變?yōu)?/span>CaF2、MgF2沉淀除去,兩種沉淀共存時(shí)溶液中=_________。
(3)碳化結(jié)晶時(shí),反應(yīng)的離子方程式為_________。
(4)MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價(jià)態(tài)的錳的氧化物,其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示,300℃—770℃范圍內(nèi),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
【答案】MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 溫度低,速率慢浸出率低;溫度過高,浸出率變化不大,成本增加 MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 5.2≤pH<8.8 1.97 Mn2++2HCO3-MnCO3+CO2↑+H2O 3MnO2=Mn3O4+O2↑
【解析】
(1)焙燒時(shí)主要的化學(xué)反應(yīng)是碳酸錳和氯化銨在加熱條件下生成氯化錳、氨氣、二氧化碳、水;500℃之前的浸出率較低,再升高溫度,浸出率變化很小;
(2)該反應(yīng)中,MnO2被還原,Fe2+被氧化,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子守恒以及原子、電荷守恒書寫;需除去Al3+、Fe3+的同時(shí),不能除去Mn2+;根據(jù)Ksp的關(guān)系計(jì)算即可;
(3)根據(jù)碳酸氫根離子電離出的碳酸根離子生產(chǎn)碳酸錳;
(4)根據(jù)加熱過程中Mn元素質(zhì)量不變分析300℃以及770℃時(shí)固體成分進(jìn)行分析。
(1)焙燒過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;溫度過低,反應(yīng)速率慢、浸出率低;隨著溫度的升高,錳浸出率逐漸升高,但在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,溫度過高,浸出率變化不大,成本增加,故焙燒溫度取500℃即可;
(2)凈化除雜中加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;由表可知,Fe3+、Al3+完全沉淀的pH分別為2.8和5.2,Mn2+開始沉淀pH為8.8,故若要將Al3+、Fe3+變?yōu)槌恋沓,?/span>Mn2+不能沉淀,故需條件pH的范圍為5.2≤pH<8.8;當(dāng)兩種沉淀共存時(shí),溶液中=1.97;
(3)“碳化結(jié)晶”時(shí),加入碳酸氫銨時(shí)HCO3-的電離促進(jìn)Mn2+生成MnCO3,同時(shí)HCO3-與電離出的H+反應(yīng)生成水和CO2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn2++2HCO3-MnCO3+CO2↑+H2O;
(4)假設(shè)起始n(MnCO3)=1mol,則m(MnCO3)=115g,m(Mn)=55g,加熱過程中Mn元素的質(zhì)量不變,A點(diǎn)時(shí)固體質(zhì)量為115g×75.65%=87g,則m(O)=32g,故,故A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)式為MnO2,同理可計(jì)算出B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)式為Mn3O4,故300℃—770℃范圍內(nèi),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3MnO2===Mn3O4+O2↑。
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【題目】在2L的密閉容器中,發(fā)生以下反應(yīng):2A(g)+ B(g) 2C(g)+D(g) 。若最初加入的A和B都是4 mol,在前10秒鐘A的平均反應(yīng)速度為0.12 mol/(L·s),則10秒鐘時(shí),容器中B的物質(zhì)的量是( )
A. 1.6 mol B. 2.8 mol
C. 2.4 mol D. 1.2 mol
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【題目】燃燒產(chǎn)生的尾氣中含有一定量的NO?茖W(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一種間接電處理法除去其中NO的裝置,如下圖所示,它可以將NO轉(zhuǎn)化為NH4+。下列說法正確的是
A. a連接電源的正極
B. Pt電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O-4eˉ=O2↑+4H+
C. 當(dāng)NO吸收柱中產(chǎn)生1mol SO32ˉ時(shí),理論上處理的NO氣體的體積為8.96L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
D. 圖中的離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜
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【題目】下圖中每一個(gè)方框內(nèi)的字母代表一種反應(yīng)物或生成物:
已知:氣態(tài)烴C的密度是同溫同壓下H2密度的13倍;氣態(tài)烴F的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國家化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志;物質(zhì)G的相對(duì)分子質(zhì)量是C的3倍,和H反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生明亮而帶濃烈黑煙的火焰;I常溫下是一種能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體。
根據(jù)以上描述,回答下列問題:
(1)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式或化學(xué)式:A:__________;C:________;F:__________。
(2)完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
③C在高溫高壓催化劑條件下聚合生成G:______________________________________
④G和F在催化劑存在時(shí)共熱:______________________________________
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【題目】下列關(guān)于2 mol氧氣的敘述中,正確的是
A. 質(zhì)量是32 g B. 體積是44.8 L
C. 分子數(shù)約為1.204×1024 D. 原子數(shù)是2 mol
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【題目】化合物A、B是中學(xué)常見的物質(zhì),其陰、陽離子只能從下表中選擇。
陽離子 | K+、Na+、Fe2+、Ba2+、NH4+ 、Ca2+ |
陰離子 | OH–、NO3–、I–、HCO3–、AlO2–、HSO4– |
(1)若A、B的水溶液均為無色,且A的水溶液呈強(qiáng)酸性,B的水溶液呈強(qiáng)堿性。混合后產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀及能使紅色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體。
①B的化學(xué)式為________________,生成的氣體電子式為___________
②A、B溶液混合加熱反應(yīng)的離子方程式___________________________________。
(2)若A的水溶液呈淺綠色,B的水溶液無色且其焰色反應(yīng)為黃色。向A的水溶液中加入稀鹽酸無明顯現(xiàn)象,再加入B后溶液變黃,但A、B的水溶液混合亦無明顯變化。
①A的化學(xué)式為________________。
②經(jīng)分析上述過程中溶液變黃的原因可能有兩種:I._________________________、Ⅱ.____________________________________________。(用離子方程式表示)
③請(qǐng)用一簡易方法證明上述溶液變黃的原因__________________________________ 。
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【題目】X、Y、Z、M均為短周期元素,它們?cè)谥芷诒碇械奈恢萌缦聢D。若Y原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍。下列說法中正確的是
A. 原子半徑:X<Y<Z<M
B. 最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Y<Z
C. 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:Z<M
D. X與Y形成的化合物均易溶于水
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【題目】如圖裝置(Ⅰ)為一種可充電電池的示意圖,其中的離子交換膜只允許K+通過,該電池充放電的化學(xué)方程式為:2K2S2+KI3 K2S4+3KI,裝置(Ⅱ)為電解池的示意圖。當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí),X附近溶液先變紅。則下列說法正確的是( )
A. 閉合K時(shí),K+從右到左通過離子交換膜
B. 閉合K時(shí),A的電極反應(yīng)式為:3I--2e-===I
C. 閉合K時(shí),X的電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-===Cl2↑
D. 閉合K時(shí),當(dāng)有0.1 mol K+通過離子交換膜,X電極上產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1.12 L
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【題目】現(xiàn)有一包固體粉末,可能含有、KOH、、、中的一種或幾種。某同學(xué)為探究固體粉末的組成,取適量樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
下列說法不正確的是
A. 固體粉末中一定不含KOH
B. 固體粉末中一定含有和
C. 取溶液1先加足量鹽酸酸化,再加氯化鋇溶液,若未產(chǎn)生白色沉淀,則樣品中無硫酸鈉
D. 為進(jìn)一步確定原樣品組成,可以向固體2中加入NaOH溶液
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