【題目】軟錳礦的主要成分是MnO2,其懸濁液可吸收煙氣中SO2,所得酸性浸出液又可用于制備高純硫酸錳,其一種工藝流程如下圖圖1所示。已知金屬單質(zhì)的活動順序為Al>Mn>Fe>Ni;卮鹣铝袉栴}:
(1)用離子方程式表示加入“氧化劑(軟錳礦)”作用:_________________________。
(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33 Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-15
Ksp[Mn(OH)2]=4.0×10-14 Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39
“水解沉降”中:
①“中和劑”可以是__________(填標號)。
A.Al2O3 B.MgO C.H2SO4 D.MnO2
②溶液的pH應(yīng)不低于______________。(離子濃度小于1×10-6mol/L時,即可認為該離子沉淀完全)
(3)“置換”的目的是____________________(用離子方程式表示)。
(4)“結(jié)晶分離”中的部分物質(zhì)的溶解度曲線如上圖圖2所示。結(jié)晶與過濾過程中,體系溫度均應(yīng)維持在______________℃(填“27”、“60”或“70”)。
(5)“草酸鈉一高錳酸鉀返滴法”可測定軟錳礦中MnO2的純度(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)):取agMnO2樣品于錐形瓶中,加入適量稀硫酸,再加入V1mLc1 mol/LNa2C2O4溶液(足量),最后用c2mol/L的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,達終點時消耗V2 mL標準KMnO4溶液。
①MnO2參與反應(yīng)的離子方程式為________________________。
②該樣品中MnO2的質(zhì)量分數(shù)為______(假定雜質(zhì)不參與反應(yīng),列出表達式即可)。
【答案】 MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O B 5 Mn+Ni2+═Mn2++Ni 70 MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O
【解析】(1). “氧化劑”發(fā)生反應(yīng)是利用二氧化錳將亞鐵離子氧化成鐵離子,二氧化錳被還原為錳離子,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,該反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,故答案為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(2). ①. 中和劑是調(diào)節(jié)溶液pH除去雜質(zhì)離子,且不引入新的雜質(zhì),A. 加入Al2O3會和酸反應(yīng),引入鋁離子雜質(zhì),故A錯誤;B.加入MgO和酸反應(yīng),能調(diào)節(jié)溶液pH且不引入新的雜質(zhì),故B正確;C.加入H2SO4后不能使溶液pH升高而除去Fe3+和Al3+,且引入新的雜質(zhì),故C錯誤;D. MnO2不能和稀酸反應(yīng),故D錯誤;答案為:B;
②. 根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39可知,當鋁離子全部沉淀時,鐵離子已全部沉淀,結(jié)合氫氧化鋁的溶度積常數(shù)可知,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33=c(Al3+)×c3(OH-)= 1×10-6mol/L×c3(OH-),解得c(OH-)= 1×10-9mol/L,則c(H+)= 1×10-5mol/L,pH=5,故答案為:5;
(3). “置換”中發(fā)生的反應(yīng)是錳置換出單質(zhì)鎳,離子方程式為Mn+Ni2+=Mn2++Ni,故答案為:Mn+Ni2+=Mn2++Ni;
(4). 據(jù)圖可知,結(jié)晶與過濾過程中,體系溫度均應(yīng)維持在70℃,此時硫酸鎂溶解度最大,硫酸錳溶解度小,便于析出硫酸錳晶體,故答案為:70;
(5).①. MnO2與Na2C2O4在酸性條件下反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳和水,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,該反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O,故答案為:MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O;
②. C2O42-在酸性條件下與MnO4-反應(yīng)的離子方程式為:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,則剩余Na2C2O4的物質(zhì)的量為:c2mol/L×V2 ×10-3L=c2V2 ×10-3mol,與MnO2反應(yīng)的Na2C2O4的物質(zhì)的量為:c1V1 ×10-3mol-c2V2 ×10-3mol,由MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O可知,MnO2的物質(zhì)的量為:(c1V1 ×10-3-c2V2 ×10-3)mol,質(zhì)量為:(c1V1 ×10-3-c2V2 ×10-3) mol×87g/mol=(c1V1 ×10-3-c
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【題目】某溫度時,在一個2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù),試填寫下空白:
(1)該反應(yīng)的化學方程式為__________;
(2)平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為_______,Y的濃度為_____________。
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【題目】NO2是大氣的主要污染物之一,某研究小組設(shè)計如圖所示的裝置對NO2進行回收利用,裝置中a、b均為多孔石墨電極。下列說法不正確的是
A. a為電池的負極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 一段時間后,b極附近HNO3 濃度減小
C. 電池總反應(yīng)為4NO2+O2+2H2O4HNO3
D. 電子流向:a電極→用電器→b電極→溶液→a電極
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【題目】某課外興趣小組用右圖裝置進行實驗,試回答:
(1)若開始時開關(guān)K與a連接,則A電極反應(yīng)式為。
(2)若開始時開關(guān)K與b連接,這種方法經(jīng)常用于金屬的防護,這種防護措施叫做 , 則A電極反應(yīng)式為;B電極反應(yīng)式為。
(3)開關(guān)K與b連接,將飽和食鹽水換成CuSO4溶液,則A電極反應(yīng)式為 , 該反應(yīng)的離子方程式為 ,電解一段時間后(溶液仍然為藍色),溶液的pH值將(填“變大”、“變小”、“不變”),若將電解質(zhì)溶液恢復至原狀,應(yīng)補充 。
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【題目】以氧化鋁為原料,通過碳熱還原法可合成氮化鋁(AlN);通過電解法可制取鋁。電解鋁時陽極產(chǎn)生的CO2可通過二氧化碳甲烷化等再利用。請回答:
(1)已知:①.2Al2O3(s)=4Al(g)+3O2(g) △H1=+3351kJ/mol
②. 2C(s)+ O2(g)=2CO(g) △H2=-221kJ/mol
③. 2Al(g)+ N2(g)=2AlN(s) △H3=a kJ/mol
④. Al2O3(s)+ 3C(s)+ N2(g)=2AlN(s)+3CO(g) △H4=+1026kJ/mol
反應(yīng)③的a=______,反應(yīng)④自發(fā)進行的條件是______(填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”)
(2)在常壓、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混和氣體(體積比1:4,總物質(zhì)的量x mol)進行反應(yīng),測得CO2轉(zhuǎn)化率、CH4和CO選擇性隨溫度變化情況分別如圖1和圖2所示(選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。
反應(yīng)ⅠCO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H4
反應(yīng)ⅡCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H5
①下列說法正確的是___________。
A.△H5 小于零
B.溫度可影響產(chǎn)物的選擇性
C.CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先增大后減少
D.其他條件不變,將CO2和H2的初始體積比改變?yōu)?:3,可提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率
②350℃時,反應(yīng)I在t1時刻達到平衡,平衡時容器體積為yL,該溫度下反應(yīng)I的平衡常數(shù)為____(用x、y 表示)。
(3)CO2溶于水形成H2CO3。已知常溫下H2CO3 的電離平衡常數(shù)K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11,NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=1.75×10-5。常溫下,用氨水吸收CO2 可得到NH4HCO3 溶液,NH4HCO3 溶液顯______(填“ 酸 性”、“ 中性” 或“ 堿性”);請計算反應(yīng)NH4++HCO3-+ H2ONH3·H2O+H2CO3 的平衡常數(shù)K=_____________。
(4)據(jù)文獻報道,二氧化碳可以在酸性水溶液中用情性電極電解得到乙烯,其原理如圖所示。
b電極上的電極反應(yīng)式為____________________________,該裝置中使用的是________(“ 陰”或“ 陽”) 離子交換膜。
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【題目】下列敘述正確的是( 。
A.1molCO2的質(zhì)量為44gmol﹣1
B.固體或液體物質(zhì)的體積主要決定于微粒個數(shù)及微粒之間的平均距離
C.SO42﹣的摩爾質(zhì)量為96g
D.O2的摩爾質(zhì)量為32gmol﹣1
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【題目】A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的5種短周期主族元素,其中僅含有一種金屬元素,A單質(zhì)是自然界中密度最小的氣體,A和D最外層電子數(shù)相同;B原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的兩倍; C和E在周期表中相鄰,且E的質(zhì)子數(shù)是C的2倍。請回答下列問題:
(1)B位于第___周期___族;
(2)E的離子結(jié)構(gòu)示意圖是_____;DA中含有_______。(填化學鍵類型)
(3)BC2的電子式為________;(用具體元素表示,下同)
(4)C、D、E三種元素簡單離子的離子半徑由大到小的順序是______________________。
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【題目】正丁烷與異丁烷互為同分異構(gòu)體的依據(jù)是( )
A.具有相似的化學性質(zhì)
B.具有相同的物理性質(zhì)
C.分子具有相同的空間結(jié)構(gòu)
D.分子式相同,但分子內(nèi)碳原子的連接方式不同
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【題目】As2O3在醫(yī)藥、電子等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某含砷元素(As)的工業(yè)廢水經(jīng)如下流程轉(zhuǎn)化為粗As2O3。
(1)“堿浸”的目的是將廢水中的H3AsO3和H3AsO4轉(zhuǎn)化為鹽.H3AsO4轉(zhuǎn)化為Na3AsO4反應(yīng)的化學方程式是__________.
(2)“氧化”時,1molAsO33-轉(zhuǎn)化為AsO43-至少需要O2___________.
(3)“沉砷”是將砷元素轉(zhuǎn)化為Ca5(AsO4)3OH沉淀,發(fā)生的主要反應(yīng)有:
a.Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)△H<0
b.5Ca2++OH-+3AsO43-Ca5(AsO4)3OH △H>0
研究表明:“沉砷”的最佳溫度是85℃.高于85℃后,隨溫度升高,沉淀率________(填“提高”或“下降”)。用化學平衡原理解釋其原因是_________。
(4)“還原”過程中H3AsO4轉(zhuǎn)化為H3AsO3,反應(yīng)的化學方程式是_________.
(5)“還原”后加熱溶液,H3AsO3分解為As2O3,同時結(jié)晶得到粗As2O3.As2O3在不同溫度和不同濃度硫酸中的溶解度(S)曲線如右圖所示.為了提高粗As2O3的沉淀率,“結(jié)晶”過程進行的操作是___________.
(6)下列說法中,正確的是__________(填字母).
a.粗As2O3中含有CaSO4
b.工業(yè)生產(chǎn)中,濾液1、2和廢渣一同棄掉
c.通過先“沉砷”后“酸化”的順序,可以達到富集砷元素的目的
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