【題目】錳是一種銀白色的脆性金屬,強(qiáng)度不如鐵,但把錳加到鋼鐵中,竟然能使鋼鐵的強(qiáng)度提高48倍,而且還提高了鋼的耐磨性,所以錳鋼在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國防建設(shè)中有著廣泛的用途。

用陰離子膜電解法的新技術(shù)從含有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2Al2O3等成分的錳礦石中提取金屬錳,其工藝流程如下

已知FeCO3、MnCO3難溶于水.

1設(shè)備1中反應(yīng)后,濾液1里錳元素只以Mn2+的形式存在,且濾渣1中也無MnO2.則濾渣1的主要成分是_________(填化學(xué)式)。

2設(shè)備1中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式是_________。

3設(shè)備2中加足量雙氧水的作用是_________。設(shè)計實驗方案檢驗濾液2中是否存在Fe2+:_________。

4設(shè)備4中加入過量氫氧化鈉溶液,沉淀部分溶解.用化學(xué)平衡移動原理解釋原因:_________。

5設(shè)備3中用陰離子膜法提取金屬錳的電解裝置如圖:

電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動的方向,則A電極是直流電源的_________極。實際生產(chǎn)中,陽極以稀硫酸為電解液,其電極反應(yīng)式為_________

該工藝之所以采用陰離子交換膜,是為了防止Mn2+進(jìn)入陽極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資源浪費(fèi),寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式_________。

【答案】1SiO2;22Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++CO2↑+4H2O;

3Fe2+完全氧化為Fe3+;取濾液2,加入鐵氰化鉀溶液,如果有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,則有Fe2+,否則沒有Fe2+;4濾渣2中存在Al(OH)3,存在電離平衡:Al3++3OH-Al(OH)3AlO2-+H++H2O,加入NaOH溶液,H+被中和,濃度減低,Al(OH)3不斷溶解;

5負(fù)極;4OH--4e-=2H2O+O2;②Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。

【解析】

試題分析:錳礦物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等,用硫酸溶解,SiO2不硫酸反應(yīng),MnCO3、FeCO3、Al2O3與硫酸反應(yīng)得到MnSO4、FeSO4、Al2(SO4)3,而濾液1里錳元素只以Mn2+的形式存在,且濾渣1中也無MnO2,酸性條件下MnO2Fe2+離子氧化為Fe3+離子,過濾除去二氧化硅等不溶物,濾渣1SiO2等不溶物.濾液1中加入過氧化氫將Fe2+離子氧化為Fe3+離子,再加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,過濾分離,濾液2中含有MnSO4、NH4SO4等,濾渣2Fe(OH)3、Al(OH)3,向濾渣2中加入氫氧化鈉,氫氧化鋁溶解得到NaAlO2,過濾分離.濾液2電解得到Mn。

1根據(jù)分析可知,濾渣1的主要成分是SiO2,故答案為:SiO2;

2設(shè)備1中發(fā)生氧化還原反應(yīng):二氧化錳在酸性條件下將+2價鐵氧化為鐵離子,二氧化硫被還原得到Mn2+,反應(yīng)離子方程式為:2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++CO2↑+4H2O,故答案為:2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++CO2↑+4H2O;

3設(shè)備2中加足量雙氧水將Fe2+離子氧化為Fe3+離子,便于調(diào)節(jié)pH時轉(zhuǎn)化為沉淀除去,檢驗濾液2中是否存在Fe2+的方案為:取濾液2,加入鐵氰化鉀溶液,如果有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,則有Fe2+,否則沒有Fe2+,故答案為:將Fe2+完全氧化為Fe3+;取濾液2,加入鐵氰化鉀溶液,如果有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,則有Fe2+,否則沒有Fe2+;

4根據(jù)分析可知,濾渣2中存在Al(OH)3,存在電離平衡:Al3++3OH-Al(OH)3AlO2-+H++H2O,加入NaOH溶液,H+被中和,濃度減低,導(dǎo)致Al(OH)3不斷溶解,故答案為:濾渣2中存在Al(OH)3,存在電離平衡:Al3++3OH-Al(OH)3AlO2-+H++H2O,加入NaOH溶液,H+被中和,濃度減低,Al(OH)3不斷溶解;

5電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動的方向,則左室為陰極室,右室為陽極室,A為電源的負(fù)極,B為電源的陽極,陽極以稀硫酸為電解液,溶液中氫氧根離子放電生成氧氣,電極反應(yīng)為:4OH--4e-=2H2O+O2,故答案為:負(fù)極;4OH--4e-=2H2O+O2;

②Mn2+進(jìn)入陽極區(qū),發(fā)生氧化反應(yīng)生成MnO2,需要有水參與反應(yīng),根據(jù)電荷守恒可知有氫離子生成,該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+,故答案為:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。

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】在不同溫度下,水溶液中c(H)c(OH)有如圖所示關(guān)系。下列條件關(guān)于離子共存說法中正確的是( )

Aa點(diǎn)對應(yīng)的溶液中大量存在:Fe3+、Na+、Cl、SO42

Bb點(diǎn)對應(yīng)的溶液中大量存在:NH4+、Ba2+、OH、I

Cc點(diǎn)對應(yīng)的溶液中大量存在:Na+、Ba2+、Cl、HCO3

Dd點(diǎn)對應(yīng)的溶液中大量存在:Na+、K+、SO32―、Cl

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計如圖裝置。下列敘述正確的是

Aab不連接時,鐵片上會有金屬銅析出

Bab用導(dǎo)線連接時,銅片上發(fā)生的反應(yīng)為:Cu22e===Cu

C.無論ab是否連接,鐵片均會溶解,溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色

Dab連接時,銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某制糖廠以甘蔗為原料制糖,同時得到大量的甘蔗渣,對甘蔗渣進(jìn)行綜合利用不僅可以提高經(jīng)濟(jì)效益,而且能夠防止環(huán)境污染,現(xiàn)按以下方式進(jìn)行處理利用:

試回答:

(1)A的名稱是____________;

(2)寫出D的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式____________。

(3)D到E的反應(yīng)類型為____________,D到E的反應(yīng)試劑可以為____________。

(4)實驗室制備H后,提純H的分離方法為____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】乙二醇是一種重要的化工原料,

.在一定條件下CO和H2為原料可以合成乙二醇,反應(yīng)方程式如下:

2CO(g)+3H2(g) (g) ΔH= a kJ/mol

(1)該反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,可以推出a 0;(填“>”“<”或“=”)。

(2)在一定溫度下,向體積為1L的恒容密閉容器中充入2 mol CO (g)和3mol H2(g),壓強(qiáng)為P1,達(dá)到平衡時壓強(qiáng)變?yōu)镻2,且P1:P2=15:7,則該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K=______

(3)只改變反應(yīng)的一個條件,能使平衡體系中增大的措施有 (寫兩條)

.乙二醇經(jīng)連續(xù)催化氧化后可得到乙二酸(HOOC-COOH),乙二酸俗稱草酸,分子式可以用H2C2O4表示,H2C2O4是一種二元弱酸,常溫下其電離平衡常數(shù)K1=5.0×10-2,K2=5.0×10-5

(1)H2C2O4的電離方程式為 。

(2)Na2C2O4溶液顯 (填“酸性”、“中性”或“堿性”),溶液中各離子濃度從大到小的順序為 。

(3)已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)K=1.75×10-5,常溫下,

反應(yīng)NH3·H2O + HC2O4- NH4+ +C2O42-+H2O的平衡常數(shù)K= 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】制備溴苯的實驗裝置如右圖所示,請回答下列問題

(1)反應(yīng)開始前已向儀器A中加入的固體藥品是鐵粉,則裝在左側(cè)分液漏斗中的液體藥品是 。

2)寫出實驗室制溴苯的化學(xué)方程式 。

(3)該反應(yīng)裝置中冷凝管B有上、下兩個口,冷卻水應(yīng)從 口進(jìn)入(填)。

(4)右側(cè)分液漏斗中的物質(zhì)在 加入A中(填反應(yīng)前、反應(yīng)中反應(yīng)后),用離子方程式表示其作用是 。

(5)C中堿石灰的作用是 。

(6)該過程可以如下表述:3Br2+2Fe=2FeBr3 ; Br2+FeBr3=FeBr4+Br+ (不穩(wěn)定) ;

+Br+→[] ; []+FeBr4+HBr+FeBr3 。

由上述反應(yīng)可推知:+Br2 +HBr 中的催化劑為 。(填字母)

A. Br2 B.FeBr3 C.Br+ D.FeBr4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉。以太陽能為熱源,熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應(yīng)過程如下圖所示:

(1)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是 。

(2)反應(yīng)Ⅰ得到的產(chǎn)物用I2進(jìn)行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層——含低濃度I2的H2SO4層和高濃度的I2的HI層。

①根據(jù)上述事實,下列說法正確的是 (選填序號)。

a.兩層溶液的密度存在差異

b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶

c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶

②辨別兩層溶液的方法是 。

③經(jīng)檢測,H2SO4層中c(H+):c(SO42-)=2.06:1。其比值大于2的原因是 。

(3)反應(yīng)Ⅱ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) △H=+550kJ/mol

它由兩步反應(yīng)組成:i.H2SO4(l)=SO3(g) +H2O(g) △H=+177kJ/mol

ii.SO3(g)分解。

L(L1、L2),X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。下圖表示L一定時,ii中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。

①X代表的物理量是 。

②判斷L1、L2的大小關(guān)系,并簡述理由: 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】【化學(xué)—選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】CuSO4在活化閃鋅礦(主要成分是ZnS)方面有重要作用,主要是活化過程中生成CuS、Cu2S等一系列銅的硫化物活化組分。

(1)Cu2+基態(tài)的電子排布式可表示為 ;

(2)SO42-的空間構(gòu)型為 (用文字描述);中心原子采用的軌道雜化方式是 ;寫出一種與SO42-互為等電子體的分子的化學(xué)式: ;

(3)向CuSO4 溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu (OH)4 ]2-。不考慮空間構(gòu)型,

[Cu(OH)4] 2-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為 ;

(4)資料顯示ZnS為難溶物,在活化過程中,CuSO4能轉(zhuǎn)化為CuS的原因是 。

(5)CuS比CuO的熔點(diǎn) (填高或低),原因是 。

(6)閃鋅礦的主要成分ZnS,晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示,其晶胞邊長為540.0pm,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(列式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)甲基的電子式 ,氫元素含量最高的烴的分子式______________。

(2)支鏈只有一個乙基且相對分子質(zhì)量最小的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式為

3)某炔烴經(jīng)催化加氫后,得到2-甲基丁烷,該炔烴的名稱是 系統(tǒng)命名法命名)

(4)已知某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為:

該有機(jī)物中所含官能團(tuán)的名稱是________________;_______________。

寫出該有機(jī)物使溴水褪色的反應(yīng)化學(xué)方程式_____________________________________

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