2.碳酸錳主要用于制備軟磁鐵氧體,工業(yè)上以軟錳礦(主要成分MnO2)和黃鐵礦(主要成分FeS2)為主要原料制備碳酸錳的一種工藝流程如圖1:
回答下列問(wèn)題:
(1)除鐵工序中,在加入石灰調(diào)節(jié)溶液的pH前,加入適量的軟錳礦,其作用是使殘余Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+
(2)凈化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等雜質(zhì).若測(cè)得濾液中c(Fˉ)=0.01mol•Lˉ1,濾液中殘留c(Ca2+)=1.46×10-6 mol/L.[已知:Ksp(CaF2)=1.46×10ˉ10]
(3)沉錳工序中,298K、c(Mn2+)為1.05mol•Lˉ1時(shí),實(shí)驗(yàn)測(cè)得MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如圖2所示.對(duì)比不同反應(yīng)條件下的曲線,僅據(jù)圖中信息,你能獲得的結(jié)論是pH等于7.0時(shí)反應(yīng)速率最快,且MnCO3產(chǎn)率最高.
(4)副產(chǎn)品A的一種用途是化肥等.
(5)溶浸過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)如下,請(qǐng)完成并配平該反應(yīng)的離子方程式.
FeS2+MnO2+28H+=Fe3++Mn2++SO42ˉ+14H2O
(6)為了提高溶浸工序中原料的浸出效率,可以采取的措施有ABCD
A.?dāng)嚢?nbsp;        B.適當(dāng)升高溫度       C.研磨礦石         D.適當(dāng)提高稀硫酸的濃度.

分析 (1)根據(jù)影響固體溶解的因素分析,提高溶浸工序中原料的浸出效率是為了加快固體溶解;
(2)根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒分析配平書寫離子方程式,元素化合價(jià)變化,鐵元素從+2價(jià)變化為鐵離子,硫元素從-1價(jià)變化為+6價(jià),二氧化錳做氧化劑,錳元素化合價(jià)從+4價(jià)變化為+2價(jià),電荷守恒和原子守恒配平缺項(xiàng)物質(zhì)和系數(shù);
(3)根據(jù)MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應(yīng)時(shí)間關(guān)系圖可知,pH值越大,MnCO3的產(chǎn)率越高;
(4)根據(jù)Ksp(CaF2)和c(F-),寫出溶度積常數(shù)表達(dá)式求算鈣離子濃度;
(5)根據(jù)MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如圖分析,縱軸是碳酸錳的產(chǎn)率,橫軸為時(shí)間,不同PH時(shí)的產(chǎn)率變化曲線分析判斷,PH越大,產(chǎn)率越大,曲線越陡反應(yīng)速率越大分析;
(6)根據(jù)溶液中含有的離子分析副產(chǎn)品的主要成分為銨鹽,可以做氮肥化肥.

解答 解:(1)加入石灰調(diào)節(jié)溶液的pH使鐵離子沉淀完全,在加入石灰調(diào)節(jié)溶液的pH前,加入適量的軟錳礦主要是使二價(jià)鐵離子氧化為鐵離子;
故答案為:使殘余Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+
(2)已知Ksp(CaF2))=1.46×10-10,c(F-)=0.01 mol•L-1 ,則c(Ca2+)=$\frac{Ksp}{{c}^{2}({F}^{-})}$=$\frac{1.46×1{0}^{-10}}{0.0{1}^{2}}$=1.46×10-6mol•L-1,
故答案為:1.46×10-6mol/L;
(3)根據(jù)MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如圖可知:pH等于7.0時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡所用時(shí)間最短,即反應(yīng)速率最快,且MnCO3產(chǎn)率最高,
故答案為:pH等于7.0時(shí)反應(yīng)速率最快,且MnCO3產(chǎn)率最高;
(4)溶浸過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)生成硫酸根離子,后來(lái)又加入了硫化銨、碳酸氫銨,所以產(chǎn)品中含有(NH42SO4,可以做化肥;
故答案為:化肥等;
(5)FeS2與MnO2反應(yīng)后生成Fe3+、Mn2+和SO42-,1molFeS2失去15mol電子,1molMnO2得到2mol電子,根據(jù)得失電子守恒,F(xiàn)eS2的計(jì)量數(shù)為2,MnO2的計(jì)量數(shù)為15,則生成的Fe3+計(jì)量數(shù)為2,SO42-的計(jì)量數(shù)為4,Mn2+的計(jì)量數(shù)為15,根據(jù)電荷守恒可知反應(yīng)物中有H+,根據(jù)原子守恒可知生成物有H2O;所以離子方程式配平為:
2Fe2++15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42,
故答案為:2;15;28H+;2;15;4;14H2O;
(6)升高溫度、攪拌、減小固體的顆粒等均能加速固體的溶解,所以為了提高溶浸工序中原料的浸出效率,可以采取的措施有:適當(dāng)升高溫度,攪拌,研磨礦石,適當(dāng)提高稀硫酸的濃度;
故答案為:ABCD.

點(diǎn)評(píng) 本題以工業(yè)流程圖為依托,考查了化學(xué)式的計(jì)算、離子方程式的書寫、電極反應(yīng)式等,題目難度較大,解題關(guān)鍵是合理分析題中生成流程及表中離子完全沉淀時(shí)的數(shù)據(jù)的含義,試題培養(yǎng)了學(xué)生分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

12.乙烯的產(chǎn)量可以用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的石油化工發(fā)展水平,這是因?yàn)橐蚁┠軌蜣D(zhuǎn)化為許多重要的有機(jī)化工原料,例如:
C2H4$→_{300℃7-8MPa}^{H_{2}O,H_{3}PO_{4}/硅藻土}$CH3CH2OH$→_{Cu或Ag,△}^{O_{2}}$CH3CHO$→_{催化劑}^{O_{2}}$CH3COOH
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)寫出下列化學(xué)方程式:乙烯與氯化氫反應(yīng)CH2═CH2+HCl$\stackrel{催化劑}{→}$CH3CH2Cl,乙醇催化氧化為乙醛2C2H5OH+O2$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH3CHO+2H2O.
(2)乙烯與丙烯既可以分別發(fā)生反應(yīng)生成聚合物,也可以按一定比例相互反應(yīng)生成聚合物,寫出其中任意兩種聚合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:、
(3)如圖,在a試管中先加入2mL 95%的乙醇,并在搖動(dòng)下緩緩加入3mL濃硫酸,再加入2mL乙酸,充分搖勻.按圖連接好裝置,用酒精燈對(duì)a試管小火加熱3~5min后,改用大火加熱,當(dāng)觀察到b試管中有明顯現(xiàn)象時(shí)停止實(shí)驗(yàn).請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
①寫出制取乙酸乙酯的化學(xué)方程式:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O.
②在b試管中盛裝的溶液是飽和碳酸鈉溶液,其作用是中和揮發(fā)出來(lái)的乙酸,使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中,便于聞乙酸乙酯的香味;溶解揮發(fā)出來(lái)的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分層得到酯.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

13.2SO2(g)+O2(g)$\frac{\underline{\;V_{2}O_{5}\;}}{\;}$2SO3(g)△H<0是制備硫酸的重要反應(yīng).下列關(guān)于該反應(yīng)的敘述不正確的是( 。
A.降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間
B.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)反應(yīng)速率一定增大
C.催化劑V2O5同時(shí)改變正逆反應(yīng)速率
D.增加O2的濃度將提高SO2的轉(zhuǎn)化率

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.與圖象有關(guān)的敘述,正確的是( 。
A.表示1mol H2(g)完全燃燒生成水蒸氣吸收241.8 kJ熱量
B.表示的熱化學(xué)方程式為:H2(g)+$\frac{1}{2}$ O2(g)=H2O(g)△H=-241.8 kJ•mol-1
C.H2O(g)的能量低于H2(g)和O2(g)的能量之和
D.表示2 mol H2(g)所具有的能量一定比2 mol氣態(tài)水所具有的能量多483.6 kJ

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

17.對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的異,F(xiàn)象進(jìn)行探究,是實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新精神的有效途經(jīng).

【實(shí)驗(yàn)1】用圖1實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行銅與濃硫酸的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)除了產(chǎn)生白色硫酸銅固體外,在
銅絲表面還有黑色固體甲生成,甲中可能含有黑色的CuO、CuS、Cu2S.查閱資料:CuS和Cu2S均為黑色固體,常溫下都不溶于稀鹽酸,在空氣中煅燒,均轉(zhuǎn)化為CuO和SO2.為了探究甲的成分,該小組同學(xué)在收集到足夠量的固體甲后,進(jìn)行了如圖2實(shí)驗(yàn):
(1)上述實(shí)驗(yàn)裝置除了有尾氣吸收裝置外,還有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是在熄滅酒精燈后,B中的液體不會(huì)倒吸.
(2)固體乙在空氣中煅燒時(shí),使用的實(shí)驗(yàn)儀器除了玻璃棒、三腳架、酒精燈外,還必須有泥三角、坩堝(坩堝鉗).
(3)確定乙是否煅燒完全的操作是重復(fù)操作(再煅燒、冷卻、稱量),直至恒重(前后兩次稱量差不超過(guò)0.001g).
(4)煅燒過(guò)程中一定發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為2CuS+3O2$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$2CuO+2SO2
【實(shí)驗(yàn)2】某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖3實(shí)驗(yàn)裝置(尾氣吸收裝置未畫出),探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性強(qiáng)弱.
(5)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象,填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論.
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論
打開(kāi)活塞a,向圓底燒瓶中滴入適量濃鹽酸;然后關(guān)閉活塞a,點(diǎn)燃酒精燈.D裝置中:溶液變紅
E裝置中:水層溶液變黃,振蕩后,CCl4層無(wú)明顯變化.
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?br />Cl2>Br2>Fe3+
(6)因忙于觀察和記錄,沒(méi)有及時(shí)停止反應(yīng),D、E中均發(fā)生了異常的變化:D裝置中,紅色慢慢褪去;E裝置中,CCl4層先由無(wú)色變?yōu)槌壬,后顏色逐漸加深,直至變成紅色.
為探究上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì),小組同學(xué)查得資料如下:
。⊿CN)2性質(zhì)與鹵素單質(zhì)類似.氧化性:Cl2>(SCN)2
ⅱ.Cl2和Br2反應(yīng)生成的BrCl呈紅色,沸點(diǎn)約5℃,與水發(fā)生水解反應(yīng).
ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水.
①請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理(結(jié)合化學(xué)用語(yǔ))解釋Cl2過(guò)量時(shí)D中溶液紅色褪去的原因過(guò)量氯氣和SCN-反應(yīng):2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2,使SCN-濃度減小,則Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3平衡逆向移動(dòng)而褪色;
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明上述解釋取少量褪色后的溶液,滴加KSCN溶液,若溶液變紅色,則上述推測(cè)合理,或取少量褪色后的溶液,滴加FeCl3溶液,若溶液不變紅,則上述推測(cè)合理.
②欲探究E中顏色變化的原因,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:用分液漏斗分離出E的下層溶液,蒸餾、收集紅色物質(zhì),取少量,加入AgNO3溶液,結(jié)果觀察到僅有白色沉淀產(chǎn)生.請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋僅產(chǎn)生白色沉淀的原因BrCl+H2O=HBrO+HCl反應(yīng)只產(chǎn)生Cl-,不產(chǎn)生Br-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

7.化學(xué)與生活密切相關(guān).據(jù)了解同學(xué)們的家中常備如下生活用品:碘酒、食鹽、食醋、84消毒液(內(nèi)含NaClO),利用上述用品你不能完成的任務(wù)是( 。
A.除去保溫瓶中的水垢B.檢驗(yàn)自來(lái)水中是否含有Cl-
C.檢驗(yàn)買來(lái)的奶粉中是否加有淀粉D.洗去白色衣服上的番茄汁

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.下列關(guān)于${\;}_{6}^{12}$C、${\;}_{6}^{13}$C、${\;}_{6}^{14}$C的說(shuō)法正確的是( 。
A.它們的化學(xué)性質(zhì)完全不同B.它們是碳元素的三種同位素
C.它們是碳元素的三種單質(zhì)D.它們是碳元素的同素異形體

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.在一個(gè)固定體積的密閉容器中加入2molA,發(fā)生可逆反應(yīng):2A(g)?2B(g)+C(g).該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是( 。
A.容器內(nèi)壓強(qiáng)是開(kāi)始時(shí)的1.5倍
B.容器內(nèi)A、B、C物質(zhì)的量濃度之比為2:2:1
C.單位時(shí)間消耗0.2 mol A 同時(shí)生成0.1 mol C
D.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

13.C5HxN分子中C、N原于最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則x的值可能為( 。
A.10B.11C.13D.15

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同步練習(xí)冊(cè)答案