【題目】工業(yè)上采用氨化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳,工藝流程如下:

已知相關信息如下:

①菱錳礦的主要成分是MnCO3,還含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。

②氫氧化物沉淀的條件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分別為4.7、3.2;Mn2+、Mg2+開始沉淀的pH分別為8.1、9.1。

③“焙燒”過程的主要反應:MnCO3+2NH4C1MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。

常溫下,幾種難溶物的Ksp如下表所示:

難溶物

Mn(OH)2

MnCO3

CaF2

MgF2

Ksp

2.0×10-13

2.0×10-11

2.0×10-10

7.0×10-11

(1)分析圖1、圖2、圖3,最佳的焙燒溫度、焙燒時間、分別為__________、_____、。

(2)“除雜“過程如下:

①已知幾種氧化劑氧化能力的強弱順序為(NH4)2S2O8>H2O2>Cl2>MnO2>Fe3+,則氧化劑X宜選擇_______(填字母)。

A. (NH4)2S2O8 B.MnO2 C.H2O2 D. Cl2

②調節(jié)pH時,pH可取的最低值為________

③當CaF2、MgF2 兩種沉淀共存時,若溶液中c(Ca2+) =1.0×10-5mol/L,則c(Mg2+) =_____mol/L。

(3)“沉錳”過程中,不用碳酸鈉溶液替代NH4HCO3溶液,可能的原因是____________。

(4)測定碳酸錳粗產(chǎn)品的純度。實驗步驟:

①稱取0.5000g碳酸錳粗產(chǎn)品于300mL作錐形瓶中,加少量水濕潤。再加25mL磷酸,移到通風櫥內加熱至240℃,停止加熱,立即加入2g硝酸銨,保溫,充分反應后,粗產(chǎn)品中的碳酸錳全部轉化為Mn(PO4)2]3-,多余的硝酸銨全部分解。用氨氣趕盡錐形瓶內的氮氧化物,冷卻至室溫。

②將上述錐形瓶中的溶液加水稀釋至100mL,滴加2~3滴指示劑,然后用濃度為0.2000mol/L的硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]標準溶液滴定,發(fā)生的反應為:

[Mn(PO4)2]3- +Fe2+=Mn2+ +Fe3+ +2PO43-。到達滴定終點時,消耗的硫酸亞鐵銨標準溶液的體積為20.00mL。

計算:碳酸錳粗產(chǎn)品的純度=________

誤差分析:若滴定終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處產(chǎn)生了氣泡,則測得的碳酸錳粗產(chǎn)品的純度_____(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

【答案】 500 ℃ 60 min 1.1 B 4.7 3.5×10-6 碳酸鈉溶液中的c(OH-)較大,會產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀 92.00% 偏低

【解析】菱錳礦的主要成分是MnCO3,還含少量Fe、Al、CaMg等元素,與氯化銨混合研磨后煅燒的固體中含有氯化錳、四氧化三鐵、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂,加入鹽酸,浸出液中主要含有Al3+、Fe3+Fe2+、Mn2+Mg2+,經(jīng)過凈化后,在凈化液中加入碳酸氫銨,使錳離子沉淀,生成MnCO3,最后得到高純度MnCO3。

(1)根據(jù)圖1500℃時錳的浸出率較高、根據(jù)圖2焙燒時間60min時錳的浸出率較高、根據(jù)圖3=1.1時錳的浸出率較高,因此最佳的焙燒溫度、焙燒時間、分別為500 、60 min、1.1,故答案為:500 ;60 min;1.1;

(2)①根據(jù)幾種氧化劑氧化能力的強弱順序為(NH4)2S2O8>H2O2>Cl2>MnO2>Fe3+,為了不引入新的雜質,氧化劑X宜選擇MnO2,故答案為:B;

②根據(jù)氫氧化物沉淀的條件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分別為4.7、3.2;Mn2+、Mg2+開始沉淀的pH分別為8.1、9.1,調節(jié)pH時,主要是沉淀Fe3+ 、Al3+,不能影響Mn2+,故pH的最低值為4.7,故答案為:4.7;

③當CaF2、MgF2兩種沉淀共存時,若溶液中c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L,根據(jù)Ksp(CaF2)Ksp(MgF2)可知,c (F-)==mol/L,則Ksp(MgF2)=c(Mg2+)×c2 (F-),c(Mg2+)== mol/L =3.5×10-6 mol/L,故答案為:3.5×10-6;

(3) 碳酸鈉溶液的堿性較強,c(OH-)較大,會產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀,因此沉錳過程中,不用碳酸鈉溶液替代NH4HCO3溶液,故答案為:碳酸鈉溶液中的c(OH-)較大,會產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀;

(4) 根據(jù)[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2PO43-可知,[Mn(PO4)2]3-的物質的量與硫酸亞鐵銨的物質的量相等,則[Mn(PO4)2]3-的物質的量與硫酸亞鐵銨的物質的量=0.2000mol/L×0.02L=0.004mol,根據(jù)錳元素守恒,0.5000g碳酸錳粗產(chǎn)品中碳酸錳的物質的量=0.004mol碳酸錳粗產(chǎn)品的純度=×100%=92.00%,若滴定終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處產(chǎn)生了氣泡,導致標準溶液的體積偏小,則[Mn(PO4)2]3-的物質的量偏小,測得的碳酸錳粗產(chǎn)品的純度偏低,故答案為:92.00%偏低。

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(1)下列性質的遞變順序不正確的是_____(填字母)。

A.酸性:H2SeO4>H2SeO3 B.非金屬性:O>S>Se>Te

C.還原性:H2Te>H2Se>H2S>H2O D.熱穩(wěn)定性:H2O>H2Te>H2Se>H2S

E.沸點: H2Te>H2Se>H2S>H2O

(2)在常溫下進行的置換反應X+W→Y+V中, H2O可以扮演不同的“角色”。已知X、Y是短周期主族元素形成的單質,W、V是化合物。

①若W是水,且作還原劑,反應的化學方程式為_________。

②若V是水,為還原產(chǎn)物,反應的化學方程式為_____________。

(3) ①一定溫度下,向恒容密閉容器中充入一定量的H2S,發(fā)生反應H2S(g)S2(g)+2H2(g)。下列情況中,可判斷該反應達到平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。

A.混合氣體的密度不再變化 B.混合氣體的壓強不再變化

C. 不再變化 D.H2S與H2的消耗速率相等

②已知:液態(tài)CS2完全燃燒生成CO2、SO2氣體,每轉移3mol電子時放出269.2kJ熱量。寫出表示CS2(1)的燃燒熱的熱化學方程式:______________。

(4) ①工業(yè)上,用S02還原TeC14溶液制備碲(Te),反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比為____________

②以石墨為電極,電解強堿性Na2TeO3溶液也可獲得碲,電解過程中陰極的電極反應式為_____;陽極產(chǎn)生的氣體是_____ (填化學式)。

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【題目】氫化鋁鋰(LiAlH4)是有機合成中的重要還原劑。某課題組設計實驗制備氫化鋁鋰并測定其純度。已知: 氫化鋁鋰、氫化鋰遇水都劇烈反應并產(chǎn)生同一種氣體。

I.制備氫化鋰

選擇圖I中的裝置制備氫化鋰(有些裝置可重復使用):

1裝置的連接順序(從左至右)A→______________。

2檢在好裝蹬裝置的氣密性,點燃酒精燈前需進行的實驗操作是_______________。

3寫出制備氫化鋁鋰的化學方程式:__________________。

II. 制備氫化鋁鋰

1947,Schlesinger,BondFinholt首次制得氫化鋁鋰,其方法是使氫化鋰與無水三氯化鋁按一定比例在乙醚中混合,攪樣,充分反應后,經(jīng)一系列操作得到LiAlH4晶體。

4寫出氫化鋰與無水三氯化鋁反應的化學方程式:____________________。

III.測定氫化鋁鋰產(chǎn)品(不含氫化鋰)的純度

5按圖2裝配儀器、檢查裝置氣密性并裝好藥品(Y形管中的蒸餾水足量,為了避免氫化鋁鋰遇水發(fā)生爆炸,蒸餾水中需摻入四氫呋喃作稀釋劑),啟動反應的操作是________。讀數(shù)之前上下移動量氣管右側的容器,使量氣管左、右有兩側的液面在同一水平面上,其目的是_________。

6在標準狀況下,反應前量氣管讀數(shù)為V1mL,反應完畢并冷卻之后,量氣管讀數(shù)為V2mL。該樣品的純度為_____________(用含a、V1、V2的代數(shù)式表示)。如果起始讀數(shù)時俯視刻度線,測得的結果將________(填“偏高”“偏低無影響”)。

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【題目】用如圖所示裝置檢驗乙烯時不需要除雜的是(

乙烯的制備

試劑X

試劑Y

A

CH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱

H2O

KMnO4酸性溶液

B

CH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱

H2O

Br2的CCl4溶液

C

CH3CH2OH與濃H2SO4加熱至170℃

NaOH
溶液

KMnO4酸性溶液

D

CH3CH2OH與濃H2SO4加熱至170℃

NaOH
溶液

Br2的CCl4溶液


A.A
B.B
C.C
D.D

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【題目】利用熔融堿焙燒工藝可從鋁熱法生產(chǎn)金屬鉻所得鉻渣(Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出鉻和鋁,實現(xiàn)鉻和鋁的再生利用。其工作流程如下:

提示:2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O

(1)寫出過程I中鋁發(fā)生的離子方方程式_______________。

(2)溶液1中的陰離子有CrO42-、 ___________。

(3)過程I中,Cr2O3參與的反應中,若生成0.4 mol CrO42-,消耗氧化劑的物質的量是________。

(4)通入CO2調節(jié)溶液pH實現(xiàn)物質的分離。

①濾渣A煅燒得到Al2O3,其可用來冶煉Al,冶煉Al原理___________。

②濾渣B受熱分解所得物質可以循環(huán)利用,B是___________。

(5)過程II的目的是得到K2Cr2O7粗品,粗品再重結晶可制得純凈的K2Cr2O7。

不同溫度下化合物的溶解度(g/100gH2O)

化合物名稱

0℃

20℃

40℃

60℃

80℃

NaCl

35.7

36.0

36.6

37.3

38.4

KCl

28.0

34.2

40.1

45.8

51.3

K2SO4

7.4

11.1

14.8

18.2

21.4

K2Cr2O7

4.7

12.3

26.3

45.6

73.0

Na2Cr2O7

163

183

215

269

376

結合表中數(shù)據(jù)分析,過程II得到K2Cr2O7粗品的操作是:_______________,過濾得到K2Cr2O7粗品。

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