【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 | 10-35 | 10-6 | 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,加入氨水需調節(jié)pH 至少達到____________,恰好能使Fe3+、A13+沉淀完全。(當離子濃度降到1.0×10-5mol·L-1時即視為沉淀完全)
(3)濾渣B的成分是___________________。
(4)MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O為體系的電解液中電解獲得,其陽極電極反應式為_____________________________________________________。
(5)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0.9200g該樣品,與足量酸性KI 溶液充分反應后,配制成100mL溶液。取其中20.00mL,恰好與25.00mL 0.0800mol·L-1Na2S2O3溶液反應(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。計算可得該樣品純度_____%。(小數(shù)點后保留1位數(shù)字)。
【答案】 MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O 充分氧化過量的Fe2+ 4 CuS、ZnS Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 47.3
【解析】
試題本題以軟錳礦制備MnO2的流程為載體,考查流程的分析,物質的分離和提純,溶度積的計算和沉淀的轉化,電解原理和電極反應式的書寫,氧化還原滴定測定物質的純度。
(1)軟錳礦中加入H2SO4和過量FeSO4溶液“酸浸”時MnO2被還原為MnSO4,則FeSO4被氧化成Fe2(SO4)3,“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。
(2)“酸浸”時除了MnO2被還原成MnSO4外,F(xiàn)e、Al、Zn、Cu也溶解轉化為FeSO4、Al2(SO4)3、ZnSO4、CuSO4,酸浸后過濾得到的濾液中含MnSO4、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3、ZnSO4、CuSO4;向此濾液中加入氨水并攪拌,其中“攪拌”不僅能加快反應速率,還能將Fe2+充分氧化轉化成Fe3+;加入氨水調節(jié)pH使Al3+、Fe3+完全轉化成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀形成濾渣A,由于Al(OH)3、Fe(OH)3類型相同且Al(OH)3的溶度積大于Fe(OH)3的溶度積,使Fe3+、Al3+完全沉淀,只要使Al3+完全沉淀,即c(Al3+)110-5mol/L,c(Al3+)·c3(OH-)=10-35,c(OH-)=110-10mol/L,c(H+)110-4mol/L,pH4,pH至少達到4能使Fe3+、Al3+沉淀完全。
(3)加入氨水調節(jié)pH至5.4經過濾后濾渣A為Fe(OH)3、Al(OH)3,濾液中含MnSO4、ZnSO4、CuSO4、(NH4)2SO4,向濾液中加入MnS并加熱至沸,發(fā)生沉淀的轉化形成難溶的ZnS、CuS將Zn2+、Cu2+除去,過濾得到的濾渣B的成分為ZnS、CuS。
(4)根據題意電解過程中MnSO4被氧化成MnO2,則陽極電極反應式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。
(5)MnO2與足量酸性KI反應的離子方程式為:MnO2+4H++2I-=Mn2++I2+2H2O,得出關系式:MnO2~I2~2Na2S2O3,n(MnO2)=n(Na2S2O3)=0.08mol/L0.025L=0.005mol,m(MnO2)=0.005mol87g/mol=0.435g,該樣品純度為100%=47.3%。
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【題目】某同學為了驗證碳和硅兩種元素非金屬性的相對強弱,用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗)。
實驗操作步驟:
Ⅰ.打開彈簧夾1,關閉彈簧夾2,并打開活塞,滴加鹽酸。
Ⅱ.A中看到白色沉淀時,關閉活塞。
請回答:
(1)儀器a的名稱:_________。
(2)通過步驟 Ⅰ、 Ⅱ 得知鹽酸具有的性質是________(填字母)。
A.揮發(fā)性 B.還原性 C.氧化性 D.酸性
(3)C裝置的作用是________,X是____(寫化學式)。
(4)為了驗證碳的非金屬性強于硅,步驟Ⅱ中未寫的操作和現(xiàn)象是_____,D中反應的化學方程式是__________。
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【題目】某化學課外活動小組擬用鉛蓄電池進行電絮凝凈水的實驗探究,設計的實驗裝置如圖所示,下列敘述正確的是( )
A. Y 的電極反應: Pb-2e- = Pb2+
B. 鉛蓄電池工作時SO42-向 Y 極移動
C. 電解池的反應僅有2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑
D. 每消耗 103.5 gPb ,理論上電解池陰極上有0.5 molH2生成
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【題目】某晶體的晶胞結構為正三棱柱(如圖所示),這種晶體中A、B、C三種微粒數(shù)目之比為( )
A. 1∶4∶2 B. 3∶9∶4
C. 2∶9∶4 D. 3∶8∶4
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【題目】2018年12月7日12時12分,我國成功的用長征二號丁運載火箭將沙特等國的12顆衛(wèi)星一次性送入預定軌道,標志著我國一箭多星發(fā)射技術已經達到國際領先水平;鸺七M器常用強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水來產生推力。
(1)已知肼分子中每個原子的最外層電子都達到了穩(wěn)定結構,請寫出肼的結構式:________。
(2)肼-空氣燃料電池是一種環(huán)保的堿性燃料電池,電解質溶液是20%~30%的KOH溶液.
肼-空氣燃料電池放電時負極的電極反應式是________________________。
(3)由18O、16O、H、D原子組成的H2O2分子共有10種,這10種分子中共有_______種相對分子質量。
(4)一種用H2O2處理劇毒物質NaCN的化學方程式是NaCN+H2O2→N2↑+X+H2O,則X的化學式是____________。
(5)強氧化劑液態(tài)H2O2也可以用NO2、或F2代替,試寫出N2H4與F2的化學反應方程式_________。
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【題目】反應4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的熱量。又知:,判斷下列說法正確的是( )
A. 該反應的ΔH=+115.6 kJ·mol-1
B. 斷開1 mol H—O 鍵與斷開1 mol H—Cl 鍵所需能量相差約為32 kJ
C. H2O中H—O 鍵比HCl中H—Cl鍵弱
D. 由所提供數(shù)據判斷氯元素的非金屬性比氧元素強
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【題目】下列說法正確的是( )
A. 《元豐行示德逢》里“雷蟠電掣云滔滔,夜半載雨輸亭皋”涉及化學反應N2+O22NO
B. 檢驗久置 Na2SO3是否變質,可用BaCl2溶液和稀硝酸
C. SO2通入BaCl2溶液中會產生白色沉淀
D. 將銅片放入濃硫酸中,無明顯現(xiàn)象是因為銅片發(fā)生了鈍化
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【題目】以H2+Cl2=2HCl為例分析反應過程中能量的變化:
(1)由圖a可知:反應物所具有的總能量__生成物所具有的總能量(填“大于、小于或等于”),所以該反應要___(吸收或放出)能量,能量變化值的大小△E=____(用E反和E生表示)。
(2)由圖b可知:斷裂反應物中的化學鍵吸收的總能量為E吸=___kJ;形成生成物中的化學鍵放出的總能量為E放=_____kJ。所以該反應要____(填“吸收” 或“放出”)____kJ(填數(shù)值)的能量。
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