【題目】二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料,工業(yè)上以軟錳礦、菱錳礦為原料來制備。某軟錳礦主要成分為MnO2,還含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物,其處理流程圖如下:
化合物 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-31 | 10-16 | 10-38 |
(1)硫酸亞鐵在酸性條件下將MnO2還原為MnSO4,酸浸時發(fā)生的主要反應的化學方程式為_____________________________________________________________。
(2)“氨水、攪拌”,其中“攪拌”不僅能加快反應速率,還能___________________________;濾渣A的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3,加入氨水需調(diào)節(jié)pH至少達到____________,恰好能使Fe3+、Al3+沉淀完全(當c≤10-5 mol·L-1時,認為該離子沉淀完全)。
(3)濾渣B的成分是______________。
(4)堿性鋅錳電池中,MnO2參與的電極反應式為__________________________________。
(5)MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O為體系的電解液中電解獲得,其陽極反應式為___________________________________。
(6)工業(yè)上采用間接氧化還原滴定法測定MnO2純度,其操作過程如下:準確稱量0.920 0 g該樣品,與足量酸性KI溶液充分反應后,配制成100 mL溶液。取其中10.00 mL,恰好與25.00 mL 0.080 0 mol·L-1Na2S2O3溶液反應(I2+2S2O===2I-+S4O)。計算可得該樣品純度為_____________。(保留一位小數(shù))
【答案】MnO2+2FeSO4+2H2SO4===MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O 充分氧化過量的Fe2+ 5.3 CuS、ZnS MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-(或2MnO2+H2O+2e-===Mn2O3+2OH-) Mn2+-2e-+2H2O===MnO2+4H+ 94.6%
【解析】
(1)硫酸亞鐵在酸性條件下將MnO2還原為MnSO4,亞鐵離子被氧化為鐵離子,酸浸時發(fā)生的主要反應的化學方程式為MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O;
綜上所述,本題答案是:MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O。
(2)由于酸浸過程中加入了過量的亞鐵離子,因此攪拌可以使溶液充分接觸氧氣使亞鐵離子被氧化,故攪拌的目的是:充分氧化過量的亞鐵離子;比較氫氧化鋁和氫氧化鐵的Ksp可知, Fe3+先沉淀, Al3+后沉淀,要想使Fe3+和Al3+恰好完全沉淀,則c(Al3+)小于等于10-5 mol·L-1,根據(jù)Ksp=c(Al3+)×c3(OH-)=10-31,10-5×c3(OH)=10-31,c(OH-)≈10-8.7,c(H+)=10-5.3,pH=5.3;因此加入氨水需調(diào)節(jié)pH至少達到5.3,恰好能使Fe3+、Al3+沉淀完全;
綜上所述,本題答案是:充分氧化過量的Fe2+;5.3。
(3)加入氨水后過濾所得濾液中還含有銅離子、鋅離子,再加入硫化錳后,銅離子、鋅離子與硫離子結合產(chǎn)生更難溶的CuS、ZnS沉淀,因此濾渣B的成分是CuS、ZnS;
綜上所述,本題答案是:CuS、ZnS。
(4)堿性環(huán)境下,MnO2在正極發(fā)生還原反應,生成MnO(OH)或Mn2O3,電極反應式為MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-(或2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-);
綜上所述,本題答案是:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-(或2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-),
(5)酸性環(huán)境下,Mn2+在陽極發(fā)生氧化反應生成MnO2,反應式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ ;
綜上所述,本題答案是:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。
(6)根據(jù)反應:MnO2+4H++2I-= Mn2++2H2O+ I2,I2+2S2O32-=2I-+S4O62-得到關系MnO2~I2~2 S2O32-;由題干可知,n(MnO2)=1/2×(100/10)×0.025×0.0800 mol =0.01mol,其質(zhì)量為0.01 mol×87g/mol=0.87g;因此樣品純度為0.87g÷0.92g×100%=94.6%;
綜上所述,本題答案是:94.6%。
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【題目】在可逆反應:2A(g)+3B(g)xC(g)+D(g)中,已知:起始濃度A為5mol/L,B為3mol/L,C的反應速率為0.5mol/(L·min),2min后,測得D的濃度為0.5mol/L。則關于此反應的下列說法正確的是( )
A. 2min末時A和B的濃度之比為5:3
B. x=1
C. 2min末時B的濃度為1.5mol/L
D. 2min末時A的消耗濃度為0.5mol/L
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【題目】從海水中可以獲得淡水、食鹽,并可提取鎂和溴等物質(zhì).
(1)從海水中提取鎂的流程如下圖所示:
反應①的離子方程式為_______________________________________________
反應②的化學方程式為_______________________________________________
(2)海水提取溴流程:
該流程中涉及發(fā)生反應的離子方程式:①_______________________②________________________
該流程中溴元素被氧化又被還原又被氧化的目的是:_______________________________________
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【題目】一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中反應CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)達到化學平衡狀態(tài)。
(1)反應的平衡常數(shù)表達式K=_____________;根據(jù)下圖,升高溫度,K值將__________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)500℃時,從反應開始到達到化學平衡,以H2的濃度變化表示的化學反應速率是______(用nB、tB表示)。
(3)判斷該可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志是______ (填字母)。
a.v生成(CH3OH)= v消耗(CO) b.混合氣體的密度不再改變
c.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變 d.CO、H2、CH3OH的濃度均不再變化
(4)300℃時,將容器的容積壓縮到原來的1/2,在其他條件不變的情況下,對平衡體系產(chǎn)生的影響是(填字母)______________。
a.c(H2)減少 b.正反應速率加快,逆反應速率減慢
c.CH3OH 的物質(zhì)的量增加 d.重新平衡時c(H2)/ c(CH3OH)減小
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【題目】一定溫度下,將足量的AgCl分別放入下列物質(zhì)中,AgCl的溶解度由大到小的排列順序是
①20 mL 0.01 mol/L KCl溶液 ②30 mL 0.02 mol/L CaCl2溶液
③40 mL 0.03 mol/L HCl溶液 ④10 mL 蒸餾水⑤50 mL 0.05 mol/L AgNO3溶液
A. ①>②>③>④>⑤ B. ④>①>③>②>⑤
C. ⑤>④>②>①>③ D. ④>③>⑤>②>①
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【題目】醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(摩爾質(zhì)量376g/mol)是一種氧氣吸收劑,紅棕色晶體,易被氧化;易溶于鹽酸,微溶于乙醇,難溶于水和乙醚。其制備裝置(已省略加熱及支持裝置)和步驟如下:
①檢查裝置氣密性,往三頸燒瓶中依次加入過量鋅粉,200mL0.200mol/LCrC13溶液。
②關閉k2打開k1,旋開分液漏斗的旋塞并控制好滴速。
③待三頸燒瓶內(nèi)的溶液由深綠色(Cr3+)變?yōu)榱了{色(Cr2+)時,把溶液轉移到裝置乙中。當出現(xiàn)大量紅棕色晶體時,關閉分液漏斗的旋塞。
④將裝置乙中混合物快速過濾、洗滌和干燥,稱量得到11.28g[Cr(CH3COO)2]2·2H2O
(1)裝置甲中連通管a的作用是________,如何檢驗甲裝置的氣密性是否良好?__________。
(2)生成紅棕色晶體的離子反應方程式____________________________。
(3)步驟③中溶液自動轉移至裝置乙中的實驗操作為________________。
(4)裝置丙的作用是________________。
(5)為得到純凈干燥的產(chǎn)品,洗滌時按使用的先后順序選用下列洗滌劑__________(填序號)。
①乙醚 ②蒸餾水(煮沸冷卻) ③無水乙醇 ④鹽酸
(6)本實驗中[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的產(chǎn)率是______________。
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【題目】下列有關電解質(zhì)溶液的說法正確的是
A. 向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中 減小
B. 向0.1mol·L-1的氨水中加入少量硫酸銨固體,則溶液中減小
C. 向一定濃度的醋酸溶液中加水稀釋,則溶液中 增大
D. 40℃時,在氨—水體系中不斷通入CO2,隨著CO2的通入, 不斷增大
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【題目】電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示,其中陰極和陽極均為惰性電極.測得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1:2,以下說法正確的是
A. 左側a極與電源的負極相連
B. 電解使右側溶液的pH減小
C. 離子交換膜d為陽離子交換膜(允許陽離子通過)
D. 當電路中通過1mol電子時,氣體甲在標準狀況下的體積為11.2L。
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【題目】亞硝酸氯(C1NO)是有機合成中的重要試劑?捎蒒O與Cl2在通常條件下反應得到,化學方程式為2NO(g)+C12(g)2C1NO(g),
(1)已知幾種化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表(亞硝酸氯的結構為Cl-N=O):
化學鍵 | N≡O | Cl-Cl | Cl-N | N=O |
鍵能(kJ/mol) | 630 | 243 | a | 607 |
則2NO(g)+C12(g)2C1NO(g)反應的△H和a的關系為△H=____kJ/mol。
(2)在1L的恒容密閉容器中充入2molNO(g)和1molC12(g),在不同溫度下測得c(C1NO)與時間的關系如圖A:
① 由圖A可判斷T1 ____T2,該反應的△H____0 (填“>”“<”或“=”)。
② 反應開始到10min時NO的平均反應速率v(NO)=______mol/(L·min)。
(3)一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡時ClNO的體積分數(shù)隨n(NO)/n(C12)的變化圖象如圖B,則A、B、C三狀態(tài)中,NO的轉化率最大的是________點。
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