【題目】以電解法生產(chǎn)金屬錳產(chǎn)生的陽極泥中,其錳含量高達40%50%,主要成分為MnO2的水合物,且含有顯著量的Pb2+、Sn2+等重金屬雜質(zhì).本工藝采用的木屑富含的纖維素在較濃硫酸的作用下膨脹、水解生成還原糖,酸性條件下,可與二氧化錳反應(yīng)生成可溶性的硫酸錳。

(1)工業(yè)上電解硫酸錳的水溶液生產(chǎn)金屬錳,陽極的電極反應(yīng)式為_____________

(2)寫出木屑水解反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________

配平浸出步驟反應(yīng)方程式C6H12O6+MnO2+H2SO4→MnSO4+CO2+H2O_________________

(3)若取消除酸操作步驟,將會產(chǎn)生氣體_____________(填化學(xué)式)而污染環(huán)境;

(4)本工藝的一種副產(chǎn)品是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料,寫出其化學(xué)式____

(5)取一定量的陽極泥進行實驗分析,得到如圖象。硫酸的最合適用量為________mL,若再增加硫酸的用量,將會導(dǎo)致____________(填化學(xué)式)的消耗量增大。

(6)某陽極泥中MnO2(相對分子質(zhì)量為87)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.0%,將174g該陽極泥與320g36.5%的濃鹽酸混合加熱,則產(chǎn)生的氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下應(yīng)少于_________L。(假設(shè)陽極泥中的其它成分不參與反應(yīng))

【答案】4OH--4e-=O2+2H2O2H2O-4e-=O2+4H+ (C6H10O5)n+nH2On C6H12O6 C6H12O6+12MnO2+12H2SO4=12MnSO4+6CO2+18H2O H2SSO2 (NH4)2SO4 28 CaCO3 17.9

【解析】

由題給流程可知,木屑中的纖維素在硫酸的作用下水解生成葡萄糖,向浸出液中加入陽極泥,陽極泥中二氧化錳與葡萄糖反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳和水,向溶液中加入碳酸鈣調(diào)節(jié)溶液pH,加入硫化氨除去重金屬,經(jīng)褪色、過濾得到硫酸錳和硫酸銨的混合溶液,混合溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到硫酸錳產(chǎn)品。

(1)工業(yè)上電解硫酸錳的水溶液生產(chǎn)金屬錳,陽極的電極反應(yīng)為水失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2+2H2O2H2O-4e-=O2+4H+,故答案為:4OH--4e-=O2+2H2O2H2O-4e-=O2+4H+;

(2)木屑成分是纖維素,在濃硫酸作用下,纖維素水解生成葡萄糖,反應(yīng)的化學(xué)方程式為(C6H10O5)n+nH2On C6H12O6;二氧化錳具有氧化性,葡萄糖具有還原性,在硫酸溶液中反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳和水,結(jié)合電子守恒配平可知離子方程式為C6H12O6+12MnO2+12H2SO4=12MnSO4+6CO2+18H2O,故答案為:(C6H10O5)n+nH2On C6H12O6;C6H12O6+12MnO2+12H2SO4=12MnSO4+6CO2+18H2O;

(3)若取消除酸操作步驟,酸和加入的硫化銨會生成硫化氫,硫化氫被氧化生成二氧化硫氣體,故答案為:H2SSO2;

(4)加入硫化銨除去重金屬后,得到硫酸錳和硫酸銨的混合溶液,分離出的硫酸銨可以做化肥,故答案為:(NH4)2SO4;

(5)由圖象可知,錳的浸出率在硫酸用量28mL時最大,硫酸的最合適用量為28mL,若再增加硫酸的用量,溶液酸度高,中和時消耗碳酸鈣增多,增加工業(yè)化成本,故答案為:28;碳酸鈣;

(6) 174g陽極泥中含有二氧化錳的物質(zhì)的量為=1mol,320g36.5%的濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量為=3.2mol,由反應(yīng)的化學(xué)方程式可得4HClCl2,則產(chǎn)生的氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為×22.4L/mol≈17.9L,故答案為:17.9。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì))(15分)

VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài),含VIA族元素的化臺物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題:

1S單質(zhì)的常見形式為S8,其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如下圖所示,S原子采用的軌道雜化方式是 ;

2)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離

子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為

3Se原子序數(shù)為 ,其核外M層電子的排布式為 ;

4H2Se的酸性比H2S (填)。氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型

,SO32-離子的立體構(gòu)型為

5H2SeO3K1K2分別為2.7x l0-32.5x l0-8,H2SeO4第一步幾乎完全電離,

K21.2X10-2,請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋:

①H2SeO3H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因:

;

② H2SeO4H2SeO3酸性強的原因:

6ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示,其晶胞邊長為540.0 pm.密度為列式并計算),a位置S2-離子與b位置Zn2+離子之間的距離為 pm(列示表示)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】[化學(xué)--選修5:有機化學(xué)基礎(chǔ)]

氰基丙烯酸酯在堿性條件下能快速聚合為,從而具有膠黏性,某種氰基丙烯酸酯(G)的合成路線如下:

已知:

①A的相對分子量為58,氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.276,核磁共振氫譜顯示為單峰

回答下列問題:

1A的化學(xué)名稱為_______。

2B的結(jié)構(gòu)簡式為______,其核磁共振氫譜顯示為______組峰,峰面積比為______

3)由C生成D的反應(yīng)類型為________。

4)由D生成E的化學(xué)方程式為___________。

5G中的官能團有_______ 、_____。(填官能團名稱)

6G的同分異構(gòu)體中,與G具有相同官能團且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的共有_____種。(不含立體異構(gòu))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】太陽能電池的發(fā)展已經(jīng)進入了第三代。第一代為單晶硅太陽能電池,第二代為多晶硅、非晶硅等太陽能電池,第三代就是銅銦鎵硒CIGS(CIS中摻入Ga)等化合物薄膜太陽能電池以及薄膜Si系太陽能電池。鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能與水反應(yīng)生成[B(OH)4]而體現(xiàn)一元弱酸的性質(zhì)。不考慮空間構(gòu)型,[B(OH)4]的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列實驗操作、現(xiàn)象和所得結(jié)論錯誤的是

選項

操作

現(xiàn)象

結(jié)論

A

向蔗糖中加入濃硫酸

蔗糖變成疏松多孔的海綿狀炭,并放出有刺激性氣味的氣體

濃硫酸具有脫水性和強氧化性

B

向久置的Na2SO3溶液中加入足量Ba(NO3)2溶液,再加入足量稀鹽酸

先出現(xiàn)白色沉淀,然后部分沉淀溶解

部分Na2SO3被氧化

C

某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液

產(chǎn)生藍色沉淀

原溶液中有Fe2+,可能有Fe3+

D

向等濃度的KCl、KI混合液中逐滴滴加AgNO3溶液

先出現(xiàn)黃色沉淀

Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)

A. AB. BC. CD. D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在溶液中加入過量Na2O2后仍能大量共存的是

A.NH、Ba2+、Cl-、NOB.K+、SiO、AlO、SO

C.Fe2+、Mg2+、SCN-、Cl-D.Na+、SO、I-、HCO

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I.甲醛在木材加工、醫(yī)藥等方面有重要用途。甲醇直接脫氫是工業(yè)上合成甲醛的新方法,制備過程涉及的主要反應(yīng)如下:

反應(yīng)ICH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) ΔH1=+85.2kJ/mol

反應(yīng)IICH3OH(g)+O2(g)HCHO(g)+H2O(g) ΔH2

反應(yīng)III2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=—483.6kJ/mol

1)計算反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)熱ΔH2=__________________。

2)肌肉中的肌紅蛋白(Mb)可與O2結(jié)合生成MbO2Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq),其中kk分別表示正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù),即υ=k·c(Mb)·P(O2),υ=k·c(MbO2)37℃時測得肌紅蛋白的結(jié)合度(α)P(O2)的關(guān)系如下表[結(jié)合度(α)指已與O2結(jié)合的肌紅蛋白占總肌紅蛋白的百分比]

①計算37℃、P(O2)2.00kPa時,上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。

P(O2)

0.50

1.00

2.00

3.00

4.00

500

6.00

αMbO2%

50.0

67.0

80.0

85.0

88.0

90.3

91.0

②導(dǎo)出平衡時肌紅蛋白與O2的結(jié)合度(α)O2的壓強[P(O2)]之間的關(guān)系式α=_______(用含有k、k的式子表示)。

IICO2既是溫室氣體,也是重要的化工原料,以CO2為原料可合成多種有機物。

3CO2用于生產(chǎn)乙烯,已知:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g) + 4H2O(g) ΔHQkJ/mol。一定條件下, 按不同的投料比X[X]向某容積可變的恒壓密閉容器中充入CO2、H2,測得不同投料比時CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。

X1______X2(填,后同),Q______0。

②圖中A、B、C三點對應(yīng)的平衡常數(shù)KA、KBKC的大小關(guān)系為______。

4)常溫下,用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2CO3NaHCO3。

①已知25℃時0.1mol / LNaHCO3溶液的pH=8.3,試通過計算確定溶液中各離子濃度由大到小的順序為_____[已知:常溫下H2CO3的電離常數(shù)Ka1= 4.4×107、Ka2 = 5×1011 ]。

②欲用5LNa2CO3溶液將23.3gBaSO4固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO3,則所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為____。

[已知:常溫下Ksp(BaSO4)=1×107、Ksp(BaCO3)=2.5×106 ]。(忽略溶液體積的變化)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用惰性電極電解足量下列溶液一段時間后,再加入一定量括號內(nèi)的純凈物,能使溶液恢復(fù)到原來的成分和濃度的是

A. AgNO3[AgNO3] B. NaOH[NaOH] C. KCl[H2O] D. CuSO4[CuO]

【答案】D

【解析】石墨電極為惰性電極,溶液中陽離子在陰極放電,陰離子在陽極放電。A、電解AgNO3溶液,Ag+在陰極放電生成Ag,OH-在陽極放電生成O2,且n(Ag)∶n(O2)=2∶1,則應(yīng)加入Ag2O恢復(fù)濃度,故A錯誤;B、電解NaOH溶液,H+在陰極放電生成H2,OH-在陽極放電生成O2,且n(H2)∶n(O2)=2∶1,則應(yīng)加入一定量的H2O恢復(fù)原樣,故B錯誤;C、電解KCl溶液,H+在陰極放電生成H2,Cl-在陽極放電生成Cl2,且n(H2)∶n(Cl2)=1∶1,則應(yīng)加入一定量HCl恢復(fù)原樣,故C錯誤;D、電解CuSO4溶液,Cu2+在陰極放電生成Cu,OH-在陽極放電生成O2,且n(Cu)∶n(O2)=2∶1,則應(yīng)加入一定量CuO恢復(fù)原樣,故D正確。故選D。

點睛:分析電解反應(yīng)的原理,在兩極析出什么物質(zhì)固體或氣體,相當(dāng)于什么物質(zhì)脫離反應(yīng)體系,根據(jù)元素守恒和原子比例,加入對應(yīng)的物質(zhì),即可使溶液完全復(fù)原。

型】單選題
結(jié)束】
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【題目】工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是

已知:①Ni2+在弱酸性溶液中發(fā)生水解

②氧化性:Ni2+(高濃度)>H>Ni2+(低濃度)

A. 碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng):4OH-4e=O2↑+2H2O

B. 電解過程中,B中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減少

C. 為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制廢水pH

D. 若將圖中陽離子膜去掉,將A、B兩室合并,則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列離子方程式正確的是

A.用濃鹽酸酸化的KMnO4溶液氧化H2C2O46H+5H2C2O42MnO4-10CO22Mn2+8H2O

B.Ca(HCO3)2溶液中滴加入少量NaOH溶液:Ca2+2HCO32OHCaCO3CO322H2O

C.Fe(NO3)3溶液中加入過量的HI溶液:2NO38H+6I3I22NO↑4H2O

D.用石墨電極電解MgCl2溶液:Mg2+2Cl2H2OMg(OH)2H2Cl2

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