【題目】二氧化錳無論在實(shí)驗(yàn)室還是在生產(chǎn)、生活中均有廣泛應(yīng)用。工業(yè)上可以用制備對(duì)苯二酚的廢液為原料生產(chǎn)二氧化錳。此工藝對(duì)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益有著重要意義。
(1)經(jīng)分析知該廢液中含有硫酸錳、硫酸銨、硫酸以及Fe2+、Co2+、Ni2+等金屬離子。以此為原料制備化學(xué)二氧化錳的流程如圖所示。
①常溫下幾種有關(guān)難溶硫化物的溶度積常數(shù)如下表,若除去Fe2+后的廢液中Mn2+濃度為1mol/L,欲使Co2+和Ni2+完全沉淀,而Mn2+不受損失,S2-的濃度范圍應(yīng)控制在___mol/L。
化合物 | MnS | CoS(α型) | NiS |
Ksp | 2.5×10-10 | 4×10-21 | 1.07×10-21 |
②步驟⑥的化學(xué)方程式為___。
③步驟①~⑨中涉及到過濾的操作有___。(填序號(hào))
④步驟⑨得到的副產(chǎn)品的化學(xué)式為___,其重要的用途之一是___。得到該副產(chǎn)品的操作是___。
(2)生產(chǎn)電解二氧化錳的原理是在93℃左右以石墨為電極電解硫酸錳和硫酸的混合溶液,寫出陽極的電極反應(yīng)式___,若電解過程中的電壓為3V,理論上生產(chǎn)1tMnO2消耗電能___kw·h。(1kw·h=3.6×106J)
(3)雙氧水氧化法制備二氧化錳時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)為MnSO4+2NH3+H2O2→MnO2+(NH4)2SO4,在溶液的pH、過氧化氫的用量和反應(yīng)時(shí)間一定的情況下,溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響如圖所示。MnO2的回收率隨著溫度升高先增大后減小的可能原因是___。
【答案】4×10-16-2.5×10-10 3MnSO4+NaClO3+3H2O=3MnO2+NaCl+3H2SO4 ①②③⑤⑦⑨ (NH4)2SO4 做化肥 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 1845 溫度升高反應(yīng)加快生成更多的MnO2,溫度達(dá)到一定程度后,若在升溫則氨氣揮發(fā),過氧化氫分解
【解析】
(1)①當(dāng)溶液中離子濃度小于10-5mol/L時(shí),認(rèn)為完全沉淀,要將Co2+和Ni2+完全沉淀,根據(jù)Ksp的表達(dá)式計(jì)算即可;
②步驟⑥利用NaClO3將MnSO4氧化成MnO2,在溶液中NaClO3被還原成NaCl,結(jié)合得失電子守恒、原子守恒寫方程式即可;
③凡是涉及固液分離的步驟都涉及過濾;
④整個(gè)過程中銨根離子和硫酸根離子沒有除去,故步驟⑨得到的副產(chǎn)品為硫酸銨;
(2)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),應(yīng)為Mn2+失電子被氧化成MnO2;
(3)溫度升高反應(yīng)速率加快,但是溫度太高,雙氧水會(huì)分解,氨氣會(huì)揮發(fā)。
(1)①根據(jù)Ksp(CoS)=c(Co2+)×c(S2-)、Ksp(NiS)=c(Ni2+)×c(S2-)得:、,欲使Co2+和Ni2+完全沉淀,就要將Co2+和Ni2+的濃度控制在10-5mol/及以下,那么:、,解得c(S2-)>4×10-16、c(S2-)>1.07×10-16,又因?yàn)?/span>Mn2+濃度為1mol/L而不受損,則Mn2+和S2-還沒開始沉淀,此時(shí)有c(S2-)×c(Mn2+)<Ksp(MnS),即c(S2-)×1mol/L<2.5×10-10,解得:c(S2-)<2.5×10-10,綜上所述: ,即:硫離子濃度在4×10-16mol/L-2.5×10-10mol/L之間,故答案為:4×10-16-2.5×10-10;
②步驟⑥利用NaClO3將MnSO4氧化成MnO2,在溶液中NaClO3被還原成NaCl,方程式為:3MnSO4+NaClO3+3H2O=3MnO2+NaCl+3H2SO4,故答案為:3MnSO4+NaClO3+3H2O=3MnO2+NaCl+3H2SO4;
③①~⑨中,①②③⑤⑦⑨都涉及到固液分離,都用到過濾,故答案為:①②③⑤⑦⑨;
④整個(gè)過程中銨根離子和硫酸根離子沒有除去,故步驟⑨得到的副產(chǎn)品為硫酸銨,可做化肥,將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾即可得到硫酸銨,故答案為:(NH4)2SO4;做化肥;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾;
(2)陽極失電子,化合價(jià)升高,被氧化,再結(jié)合電荷守恒、原子守恒可得:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,生產(chǎn)1t MnO2轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量做如下計(jì)算:,解得n=, 所以電子數(shù)=,因?yàn)槊總(gè)電子帶1.6×10-19C的電量,所以電子所帶總電量q=×1.6×10-19,由E=qU得:E==(×1.6×10-19×3)J=kw·h≈1845 kw·h,故答案為:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;1845;
(3)溫度升高,反應(yīng)速率增大,但是溫度過高,H2O2分解了,NH3揮發(fā)了,故答案為:溫度升高反加快生成更多的MnO2,溫度達(dá)到一定程度后,若在升溫則氨氣揮發(fā),過氧化氫分解。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】通常情況下,NCl3是一種油狀液體,其分子空間構(gòu)型與NH3相似,下列對(duì)NCl3和NH3的有關(guān)敘述正確的是( )
A. 分子中N—Cl鍵鍵長(zhǎng)與CCl4分子中C—Cl鍵鍵長(zhǎng)相等
B. NCl3分子是非極性分子
C. NBr3比NCl3易揮發(fā)
D. 在氨水中,大部分NH3與H2O以氫鍵(用“…”表示)結(jié)合形成NH3·H2O分子,則NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式為
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【題目】根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
①I2(g)+H2(g) 2HI(g) △H=-9.48 k.J·mol-1
②I2(s)+H2((g) 2HI(g)△H=+26.48k.J·mol-1
下列判斷正確的是
A.254gI(g)中通入2gH2(g),反應(yīng)放熱9.48kJ
B.1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00kJ
C.反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)①的反應(yīng)物總能量低
D.反應(yīng)①的生成物比反應(yīng)②的生成物穩(wěn)定
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【題目】下列不屬于氧化還原反應(yīng)的是
A.S+O2SO2
B.4NH3+5O24NO+6H2O
C.Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(膠體)+2NaCl
D.2C12+2Ca(OH)2=Ca(C1O)2+CaCl2 +2H2O
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L N2所含原子的數(shù)目為NA
B.1mol/L的CaCl2溶液中含Cl的數(shù)目為2NA
C.2.4gMg與足量鹽酸完全反應(yīng)時(shí),失去電子的數(shù)目為0.2NA
D.常溫常壓下,48g O3和O2的混合氣體中,含有分子的數(shù)目為3NA
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【題目】1,1-二環(huán)丙基乙烯( )是重要醫(yī)藥中間體,下列關(guān)于該化合物的說法錯(cuò)誤的是
A. 所有碳原子可能在同一平面B. 能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
C. 二氯代物有9種D. 生成1mol C8H18至少需要3mol H2
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【題目】研究CO2與CH4反應(yīng)使之轉(zhuǎn)化為CO和H2,對(duì)減緩燃料危機(jī)和減少溫室效應(yīng)具有重要的意義。工業(yè)上CO2與CH4發(fā)生反應(yīng)I:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1
在反應(yīng)過程中還發(fā)生反應(yīng)Ⅱ:H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g)△H2=+41kJ/mol
(l)已知部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示:
化學(xué)鍵 | C—H | H—H | C=O | |
鍵能(kJ/mol) | 413 | 436 | 803 | 1076 |
則△Hl =____kJ/mol,反應(yīng)Ⅰ在一定條件下能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是____,該反應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)適宜的溫度和壓強(qiáng)為____(填標(biāo)號(hào))。
A.高溫高壓 B.高溫低壓 C.低溫高壓 D.低溫低壓
(2)工業(yè)上將CH4與CO2按物質(zhì)的量1:1投料制取CO2和H2時(shí),CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化關(guān)系如圖所示。
①923K時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率大于CH4的原因是________________________
②計(jì)算923K時(shí)反應(yīng)II的化學(xué)平衡常數(shù)K=______(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。
③1200K以上CO2和CH4的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相等的原因可能是____。
(3)工業(yè)上CH4和CO2反應(yīng)時(shí)通常會(huì)摻入O2發(fā)生反應(yīng)
III: CH4+2O2=CO2+2H2O,摻人O2可消除反應(yīng)產(chǎn)生的積碳和減小反應(yīng)器的熱負(fù)荷(單位時(shí)間內(nèi)維持反應(yīng)發(fā)生所需供給的熱量),O2的進(jìn)氣量與反應(yīng)的熱負(fù)荷的關(guān)系如圖所示。
①隨著O2進(jìn)入量的增加,熱負(fù)荷下降的原因是 ____。
②摻人O2可使CH4的平衡轉(zhuǎn)化率____(填“增大”、“減小”或“不變”。下同),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率________
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【題目】電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率越大,導(dǎo)電能力越強(qiáng)。用0.100molL﹣1的NaOH溶液滴定體積均為10.00mL、濃度均為0.100molL﹣1 的鹽酸和CH3COOH溶液。利用傳感器測(cè)得滴定過程中溶液的電導(dǎo)率如圖所示。下列說法不正確的是( 。
A.曲線①代表滴定CH3COOH溶液的曲線
B.A點(diǎn)溶液中:c(CH3COO﹣)+c(OH﹣)﹣c(H+)=0.05molL﹣1
C.在相同溫度下,A、B、C三點(diǎn)溶液中水的電離程度: B<A=C
D.D點(diǎn)溶液中:c(Cl﹣)=2c(OH﹣)﹣2c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】碘及其化合物在生活中應(yīng)用廣泛,含有碘離子的溶液需回收處理。
(1)“硫碘循環(huán)”法是分解水制備氫氣的研究熱點(diǎn),涉及下列三個(gè)反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:SO2(g)+I2(aq)+2H2O(l)═2HI(aq)+H2SO4(aq)△H1
反應(yīng)Ⅱ:HI(aq)═H2(g)+ I2(aq)△H2
反應(yīng)Ⅲ:2H2SO4(aq)═2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)
①反應(yīng):SO2(g)+2H2O(l)═H2SO4(aq)+H2(g)的△H═______(用△H1、△H2表示);
②分析上述反應(yīng),下列判斷正確的是______;
A.反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進(jìn)行
B.反應(yīng)I中SO2還原性比HI強(qiáng)
C.循環(huán)過程中需補(bǔ)充H2O
D.循環(huán)過程中產(chǎn)生1molO2同時(shí)產(chǎn)生1molH2
③反應(yīng)I發(fā)生時(shí),溶液中存在如下平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq),其反應(yīng)速率極快且平衡常數(shù)大,F(xiàn)將1mol SO2.緩緩?fù)ㄈ牒?/span>1molI2的水溶液中至恰好完全反應(yīng)。溶液中I3-的物質(zhì)的量n(I3-)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化曲線如圖所示。開始階段n(I3-)逐漸增大的原因是:______;
(2)用海帶提取碘時(shí),需用氯氣將碘離子氧化成單質(zhì)。酸性條件下,若氯氣過量還能將碘單質(zhì)進(jìn)一步氧化成碘酸根離子(IO3-),寫出氯氣與碘單質(zhì)反應(yīng)的離子方程式:______;
(3)氯化銀復(fù)合吸附劑也可有效吸附碘離子。氯化銀復(fù)合吸附劑對(duì)碘離子的吸附反應(yīng)為I-(aq)+AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq),反應(yīng)達(dá)到平衡后溶液中c(I-)═______[用c(Cl-)、Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)表示].該方法去除碘離子的原理是______。
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