【題目】高純MnCO3在電子工業(yè)中有重要的應(yīng)用,工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分是MnO2,還含有Fe2O3、CaCO3、CuO等雜質(zhì))制取碳酸錳的流程如圖所示:

已知:還原焙燒主反應(yīng)為2MnO2C2MnOCO2。

可能用到的數(shù)據(jù)如下:

根據(jù)要求回答下列問題:

(1)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟A,混合物應(yīng)放在__________中加熱。

(2)步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為____________,其目的是______________________________。

(3)步驟G,溫度控制在35℃以下的原因是____________________________________,若Mn2+恰好沉淀完全(當(dāng)離子濃度≦10-5mol/L認(rèn)為該離子沉淀完全)時(shí)測(cè)得溶液中的濃度為2.2×106mol/L,則Ksp(MnCO3)____________。

(4)步驟D中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__________;步驟C中的濾渣為__________。

(5)生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌,檢驗(yàn)洗滌是否干凈的方法是_____________________。

(6)現(xiàn)用滴定法測(cè)定產(chǎn)品中錳元素的含量。實(shí)驗(yàn)步驟:稱取3.300 g試樣,向其中加入稍過量的磷酸和硝酸,加熱使產(chǎn)品中MnCO3完全轉(zhuǎn)化為[Mn(PO4)2]3(其中完全轉(zhuǎn)化為);加入稍過量的硫酸銨,發(fā)生反應(yīng)NO2-N22H2O以除去;加入稀硫酸酸化,再加入60.00 mL 0.500 mol·L1硫酸亞鐵銨溶液,發(fā)生的反應(yīng)為[Mn(PO4)2]3Fe2Mn2Fe32;用5.00 mL 0.500 mol·L1酸性K2Cr2O7溶液恰好除去過量的Fe2。

①酸性K2Cr2O7溶液與Fe2+反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。

②試樣中錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________

【答案】坩堝 3.7≤pH8.1 使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去,而不影響Mn2 減少碳酸氫銨的分解,提高原料利用率 2.2×1011 12 C、 CuCaSO4 取少量最后一次的洗滌液于試管中,向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明已洗滌干凈 6Fe214H=6Fe32Cr37H2O 25%

【解析】

軟錳礦(主要成分是MnO2,還含有Fe2O3、CaCO3CuO等雜質(zhì)),主要發(fā)生2MnO2+C2MnO+CO2,同時(shí)CFe2O3、CuO還原生成Fe、Cu,再用硫酸浸取過濾得到MnSO4、FeSO4溶液,過濾分離出的濾渣為過量的碳和反應(yīng)生成的Cu、CaSO4;加入MnO2氧化Fe2+得到Fe3+,再調(diào)節(jié)pH除去Fe3+得到MnSO4溶液,最后用NH4HCO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成MnCO3,分離烘干得到MnCO3,以此來解答。

(1)高溫焙燒物質(zhì)應(yīng)在坩堝中進(jìn)行;

(2)此時(shí)溶液中的雜質(zhì)主要為Fe3+,結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知為了使三價(jià)鐵完全沉淀而不影響錳離子,步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為3.7≤pH8.3,其目的是使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去,而不影響Mn2+;

(3)銨鹽不穩(wěn)定,受熱易分解,所以步驟G中溫度需控制在35℃以下,減少碳酸氫銨的分解,提高原料利用率;Mn2恰好沉淀完全時(shí)可認(rèn)為c(Mn2+)=10-5mol/LKsp(MnCO3)= c(Mn2+c(CO32-)=10-5×2.2×106=2.2×10-11;

(4)步驟DMnO2被還原成Mn2+,化合價(jià)降低2價(jià),Fe2+被氧化成Fe3+,化合價(jià)升高1價(jià),根據(jù)得失電子守恒,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為12;根據(jù)分析可知濾渣為C、CuCaSO4;

(5)生成的MnCO3沉淀可能附著有硫酸鹽,所以檢驗(yàn)是否含有硫酸根即可確認(rèn)沉淀是否洗滌干凈,具體操作為:取少量最后一次的洗滌液于試管中,向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明已洗滌干凈;

(6)①酸性K2Cr2O7具有強(qiáng)氧化性,可以把亞鐵離子氧化成鐵離子,自身被還原成Cr3+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒和原子守恒可得離子方程式為6Fe214H=6Fe3+2Cr37H2O

②根據(jù)方程式6Fe214H=6Fe32Cr37H2O可知剩余n(Fe2+)= 0.500 mol·L-1×0.005L×6=0.015mol,則與[Mn(PO4)2]3反應(yīng)的n(Fe2+)=0.500 mol·L-1×0.06L-0.015mol=0.015mol,根據(jù)方程式[Mn(PO4)2]3-Fe2Mn2Fe32可知n(Mn)=0.015mol,所以錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=25%

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化合物M是制備一種抗菌藥的中間體,實(shí)驗(yàn)室以芳香化合物A為原料制備M的一種合成路線如下:

已知:R1CH2BrR1CH=CHR2

回答下列問題:

(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______;B中官能團(tuán)的名稱為_______C的化學(xué)名稱為_________。

(2)C生成D所需的試劑和條件為_______,該反應(yīng)類型為____________.

(3)F生成M的化學(xué)方程式為__________________________________。

(4)QM的同分異構(gòu)體,滿足下列條件的Q的結(jié)構(gòu)有________(不含立體異構(gòu)),任寫出其中一.種核磁共振氫譜中有4組吸收峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_________________。

①除苯環(huán)外無其他環(huán)狀結(jié)構(gòu)

②能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng)

(5)參照上述合成路線和信息,以乙烯和乙醛為原料(無機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備聚2-丁烯的合成路線_____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】聚丙烯腈纖維商品名叫腈綸,性質(zhì)極像羊毛,故被稱為人造羊毛。聚丙烯腈的單體是丙烯腈(CH2=CHCN),其合成方法很多,如以乙炔為原料,其合成過程的化學(xué)方程式如下:

nCH2=CHCN

閱讀以上材料,回答問題:

1)制備丙烯腈的反應(yīng)類型是__。

2)聚丙烯腈中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__。

3)如何檢驗(yàn)?zāi)称放频难蛎朗茄蛎是人造羊毛?__。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,H2(g)I2(g)反應(yīng)生成HI(g),反應(yīng)的能量變化如下圖所示。下列說法不正確的是

A.H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH-13kJ·mol1

B.反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高

C.H2(g)I2(g)的總能量比HI(g)的能量高13kJ

D.斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量比形成生成物中化學(xué)鍵放出的總能量低

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【題目】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,在三個(gè)干燥的燒瓶?jī)?nèi)分別裝有純凈的NH3,含一半空氣的HCl氣體, NO2 O2的混合氣體[V(NO2)V(O2) = 41 ],然后分別作噴泉實(shí)驗(yàn),三個(gè)燒瓶?jī)?nèi)所得溶液的物質(zhì)的量濃度之比為

A. 212 B. 554 C. 111 D. 無法確定

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【題目】化合物 Y 能用于高性能光學(xué)樹脂的合成,可由化合物 X 2-甲基丙烯酰氯在一定條件下反應(yīng)制得:

下列有關(guān)化合物 X、Y 的說法正確的是

A.X 分子中所有原子一定共平面B.Y 分子存在順反異構(gòu)

C.可以用酸性 KMnO4 溶液鑒別 X YD.X→Y 的反應(yīng)為取代反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如下圖所示,室溫下向盛有3.0 mL NO的試管中緩緩?fù)ㄈ?.5 mL O2(所有氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)。

試回答下列問題:

(1)寫出觀察到的現(xiàn)象(可不寫滿,也可補(bǔ)充):

___________;

___________;

___________。

(2)最終試管中剩余的氣體是______,體積為______。

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【題目】二甲醚(CH3OCH3)重整制取H2,具有無毒、無刺激性等優(yōu)點(diǎn);卮鹣铝袉栴}:

(1) CH3OCH3O2發(fā)生反應(yīng)ICH3OCH3(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2(g)H

已知:CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)H1

CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O (g)H2

H2(g)+O2(g)=H2O (g)H3

①則反應(yīng)I的△H=____________________(用含△H1、△H2、△H3的代數(shù)式表示)。

②保持溫度和壓強(qiáng)不變,分別按不同進(jìn)料比通入CH3OCH3O2,發(fā)生反應(yīng)I。測(cè)得平衡時(shí)H2的體積百分含量與進(jìn)料氣中n(O2)/n(CH3OCH3)的關(guān)系如圖所示。當(dāng)0.6時(shí),H2的體積百分含量快速降低,其主要原因是____(填標(biāo)號(hào))。

A.過量的O2起稀釋作用

B.過量的O2H2發(fā)生副反應(yīng)生成H2O

C0.6平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

(2)T℃時(shí),在恒容密閉容器中通入CH3OCH3,發(fā)生反應(yīng)IICH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g),測(cè)得容器內(nèi)初始?jí)簭?qiáng)為41.6 kPa,反應(yīng)過程中反應(yīng)速率v(CH3OCH3)時(shí)間tCH3OCH3分壓P(CH3OCH3)的關(guān)系如圖所示。

t=400 s時(shí),CH3OCH3的轉(zhuǎn)化率為________(保留2位有效數(shù)字);反應(yīng)速率滿足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),k=_________s-1;400 s時(shí)v(CH3OCH3)=_________kPas-1。

②達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得體系的總壓強(qiáng)P= 121.6 kPa,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=________________kPa2(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

③該溫度下,要縮短達(dá)到平衡所需的時(shí)間,除改進(jìn)催化劑外,還可采取的措施是________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】100℃時(shí),將0.100molN2O4氣體充入1L抽空密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):N2O4g2NO2.現(xiàn)在隔一定時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析,得到如下表格:

t/s

c/molL1

0

20

40

60

80

100

cN2O4/molL1

0.100

c1

0.050

c3

a

b

cNO2/molL1

0

0.060

c2

0.120

0.120

0.120

試回答下列問題:

1)達(dá)到平衡時(shí)N2O4的轉(zhuǎn)化率為_____%,表中c2_____c3,a_____b(后兩空選填>、<、=)

220 sN2O4的濃度c1_____mol/L020s內(nèi)N2O4的平均反應(yīng)速率為_____mol/(Ls)

3)若其他反應(yīng)條件以及初始物質(zhì)物質(zhì)的量不變,將反應(yīng)的溫度降低到80℃時(shí),達(dá)到平衡時(shí)NO2的物質(zhì)的量為0.100 mol,那么正反應(yīng)是_____反應(yīng)(選填吸熱或放熱)

4)若在相同初始情況下最初向該容器充入的是二氧化氮?dú)怏w,要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài),二氧化氮的起始濃度為_____mol/L。

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