【題目】.工業(yè)以軟錳礦(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量雜質(zhì))為主要原料制備高性能的磁性材料碳酸錳(MnCO3)。其工業(yè)流程如下:

(1)浸錳過(guò)程中Fe2O3SO2反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O,該反應(yīng)是經(jīng)歷以下兩步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。

。Fe2O3+6H+ =2Fe3++3H2O

ⅱ:____________________________________________(離子方程式)。

(2)過(guò)濾Ⅰ所得濾液中主要存在的兩種金屬陽(yáng)離子為____________(填離子符號(hào))。

(3)氧化過(guò)程中被MnO2氧化的物質(zhì)有(寫(xiě)化學(xué)式):____________________。

(4) “浸錳反應(yīng)中往往有副產(chǎn)物MnS2O6生成,溫度對(duì)浸錳反應(yīng)的影響如圖所示,為減少MnS2O6的生成,浸錳的適宜溫度是_________;向過(guò)濾Ⅱ所得的濾液中加入NH4HCO3溶液時(shí)溫度不宜太高的原因是______________________。

(5).加入NH4HCO3溶液后,生成MnCO3沉淀,同時(shí)還有氣體生成,寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:_______________________________________________________。

Ⅱ.重金屬元素鉻的毒性較大,含鉻廢水需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。

酸性條件下,六價(jià)鉻主要以Cr2O72-形式存在,工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O72-的廢水。實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置模擬處理含Cr2O72-廢水,陽(yáng)極反應(yīng)式Fe-2e-=Fe2+,陰極反應(yīng)式2H++2e-=H2隨著電解進(jìn)行,陰極附近pH升高。

(1)電解時(shí)能否用Cu電極來(lái)代替Fe電極?____(不能”),理由是______________________。

(2)電解時(shí)陽(yáng)極附近溶液中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子方程式為______________________________。

(3)上述反應(yīng)得到的金屬陽(yáng)離子在陰極區(qū)可沉淀完全,從其對(duì)水的電離平衡影響角度解釋其原因__________________________。

【答案】2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2++SO42+4H+ Fe2+、Mn2+ Fe2+、SO2 90 防止NH4HCO3受熱分解,提高原料利用率 Mn2++2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O 不能 因陽(yáng)極產(chǎn)生的Cu2+不能使Cr2O72還原到低價(jià)態(tài) 6Fe2++Cr2O72+14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O 水中的H+在陰極區(qū)放電,H+濃度減小促使水的電離平衡H2OH++OH向右移動(dòng),陰極區(qū)OH濃度增大與金屬陽(yáng)離子在陰極區(qū)結(jié)合而沉淀完全

【解析】

Ⅰ(1)根據(jù)總反應(yīng)減去第個(gè)反應(yīng):2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2++SO42+4H+。

(2)浸錳過(guò)程中二氧化錳和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng),因此過(guò)濾所得濾液中主要存在的兩種金屬陽(yáng)離子為Fe2+、Mn2+。

(3)氧化過(guò)程中被MnO2氧化的物質(zhì)主要是過(guò)量的二氧化硫和Fe2+。

(4)根據(jù)圖可知,90℃時(shí),MnS2O6的生成率低,錳浸出率高,溫度再高,變化不大,則浸錳的適宜溫度是90℃,NH4HCO3受熱易分解,溫度不宜太高,防止NH4HCO3受熱分解,提高原料利用率。

(5)加入NH4HCO3溶液后,發(fā)生徹底的雙水解,生成MnCO3沉淀,同時(shí)還有氣體生成。

Ⅱ(1)銅失去電子得到的陽(yáng)離子是銅離子,該離子不具有還原性,不能和重鉻酸根之間發(fā)生反應(yīng)。

(2)Cr2O72具有強(qiáng)氧化性,可以將亞鐵離子氧化為鐵離子,自身被還原為2Cr3+,因此寫(xiě)出離子方程式。

(3)水中的H+在陰極區(qū)放電,H+濃度減小促使水的電離平衡H2OH++OH向右移動(dòng),陰極區(qū)OH。

Ⅰ(1)根據(jù)總反應(yīng)減去第個(gè)反應(yīng):2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2++SO42+4H+,故答案為:2Fe3++ SO2 + 2H2O = 2Fe2++SO42+4H+

(2)浸錳過(guò)程中二氧化錳和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng),因此過(guò)濾所得濾液中主要存在的兩種金屬陽(yáng)離子為Fe2+、Mn2+,故答案為:Fe2+、Mn2+。

(3)氧化過(guò)程中被MnO2氧化的物質(zhì)主要是過(guò)量的二氧化硫和浸錳過(guò)程中生成的Fe2+,故答案為:Fe2+、SO2。

(4)根據(jù)圖可知,90℃時(shí),MnS2O6的生成率低,錳浸出率高,溫度再高,變化不大,則浸錳的適宜溫度是90℃,NH4HCO3受熱易分解,溫度不宜太高,防止NH4HCO3受熱分解,提高原料利用率,故答案為:90℃;防止NH4HCO3受熱分解,提高原料利用率。

(5)加入NH4HCO3溶液后,發(fā)生徹底的雙水解,生成MnCO3沉淀,同時(shí)還有氣體生成,寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:Mn2++2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O,故答案為;Mn2++2HCO3= MnCO3↓+CO2↑+H2O。

Ⅱ(1)銅失去電子得到的陽(yáng)離子是銅離子,該離子不具有還原性,不能和重鉻酸根之間發(fā)生反應(yīng),故答案為:不能;因陽(yáng)極產(chǎn)生的Cu2+不能使Cr2O72還原到低價(jià)態(tài)。

(2)Cr2O72具有強(qiáng)氧化性,可以將亞鐵離子氧化為鐵離子,自身被還原為2Cr3+,因此離子方程式為6Fe2++Cr2O72+14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O,故答案為:6Fe2++Cr2O72+14H+= 6Fe3+ + 2Cr3++7H2O。

(3)水中的H+在陰極區(qū)放電,H+濃度減小促使水的電離平衡H2OH++OH向右移動(dòng),陰極區(qū)OH,故答案為:水中的H+在陰極區(qū)放電,H+濃度減小促使水的電離平衡H2OH++OH向右移動(dòng),陰極區(qū)OH濃度增大與金屬陽(yáng)離子在陰極區(qū)結(jié)合而沉淀完全。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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1

2

3

4

A.1)(2B.2)(3C.2)(4D.3)(4

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【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)在纖維紡織品的染色和漂白、照相、生產(chǎn)橡膠、制藥等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,也常用于魚(yú)類、肉類等食品的染色和防腐。但因其有毒,所以在食品行業(yè)中的用量有嚴(yán)格限制,F(xiàn)用下圖所示儀器(夾持裝置已省略)及藥品,探究亞硝酸鈉與硫酸反應(yīng)及氣體產(chǎn)物的成分。

已知:①NO+NO2+2OH===2NO2-H2O;

②氣體液化的溫度:NO2為21 ℃,NO為-152 ℃。

(1)為了檢驗(yàn)裝置A中生成的氣體產(chǎn)物,儀器的連接順序(按左→右連接)為A、C、________、________、________。

(2)反應(yīng)前應(yīng)打開(kāi)彈簧夾,先通入一段時(shí)間氮?dú),排除裝置中的空氣,目的是________________________________________________________________________。

(3)在關(guān)閉彈簧夾、打開(kāi)分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后,A中產(chǎn)生紅棕色氣體。

①確認(rèn)A中產(chǎn)生的氣體含有NO,依據(jù)的現(xiàn)象是________________________

②裝置E的作用是_________________________________________________。

(4)如果向D中通入過(guò)量O2,則裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。

(5)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,可得出裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________

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【題目】堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]是一種用途廣泛的化工原料,實(shí)驗(yàn)室以純銅屑為原料制取的流程如下:

(1)“溶解”步驟反應(yīng)的離子方程式為_______.溫度宜控制在50℃左右,若高于50℃,溶液中O2溶解量減少、Cu的轉(zhuǎn)化率降低,若低于50℃ _____

(2)“反應(yīng)”步驟生成Cu2(OH)2CO3的化學(xué)方程式為_________。反應(yīng)后溶液中銅元素殘留量受pH和反應(yīng)時(shí)間的影響如圖所示:

判斷反應(yīng)的最佳條件: pH___、反應(yīng)時(shí)間為____h。

(3)檢驗(yàn)Cu2(OH)2CO3洗滌是否完全的方法是____________________

(4) Cu2(OH)2CO3也可以表示為CuCO3·Cu(OH)2 查閱文獻(xiàn),上述反應(yīng)條件下還可能生成少量CuCO3·Cu(OH)2。為測(cè)定產(chǎn)品的純度[產(chǎn)品中Cu2(OH)2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)],取10.97g干燥樣品,400℃左右加熱,測(cè)得固體質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。

已知: 8.00g固體為黑色純凈物。

有關(guān)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量如表:

物質(zhì)

CuCO3·Cu(OH)2

CuCO3·2Cu(OH)2

CuO

摩爾質(zhì)量/g·mol-1

222

320

80

請(qǐng)計(jì)算產(chǎn)品的純度(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程,結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。______

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【題目】三氯化鐵溶液可腐蝕印刷電路板上的銅膜,某小組為了從腐蝕廢液(含有大量CuCl2FeCl2FeCl3)中回收銅,并將鐵的化合物全部轉(zhuǎn)化為溶液作為腐蝕液原料循環(huán)使用,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟:

1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的化學(xué)式①___、⑥___

2)步驟Ⅰ的操作名稱:___。

3)寫(xiě)出FeCl3溶液與銅發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_______。

4)向②中加入NaOH溶液并長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中,先產(chǎn)生白色沉淀,后迅速變?yōu)榛揖G色,接著又轉(zhuǎn)化為__色沉淀,此過(guò)程所涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為:______、___

5)通入⑥發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________。

6)若向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉,反應(yīng)結(jié)束后,下列結(jié)果不可能出現(xiàn)的是___(填字母代號(hào))。

A 有銅無(wú)鐵 B 有鐵無(wú)銅 C 鐵、銅都有 D 鐵、銅都無(wú)

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【題目】下列反應(yīng)物按所給物質(zhì)的量配比進(jìn)行反應(yīng),其中固體完全反應(yīng)的是(

A.nCu):nHNO3=14B.nFe):nHNO3=12

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【題目】一定條件下存在反應(yīng):CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g),其正反應(yīng)放熱,F(xiàn)有三個(gè)相同的2 L恒容絕熱(與外界沒(méi)有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1 mol CO1 mol H2O,在Ⅱ中充入1 mol CO21 mol H2,在Ⅲ中充入2 mol CO2 mol H2O,700 ℃條件下開(kāi)始反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是(  )

A.容器、中正反應(yīng)速率相同B.容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同

C.容器CO的物質(zhì)的量比容器中的少D.容器CO的轉(zhuǎn)化率與容器CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1

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