【題目】磁性材料產(chǎn)業(yè)是21 世紀各國競相發(fā)展的高科技支柱產(chǎn)業(yè)之一,碳酸錳(MnCO3)可制造電信器材的軟磁鐵氧體。工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分為 MnO2,含少量SiO2、Fe2O3、CuO 等雜質(zhì))和含SO2的煙氣為主要原料制備無水碳酸錳的工藝流程如下:
已知:①MnCO3難溶于水和乙醇,潮濕時易被空氣氧化,100℃ 時開始分解。
②不同金屬離子生成氫氧化物沉淀的 pH 和有關物質(zhì)的 Ksp 如下表:
離子 | Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ | Mg2+ | ||||
開始沉淀的pH | 2.7 | 7.5 | 4.2 | 7.8 | ||||
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 6.7 | 9.8 | ||||
物質(zhì) | MnS | CaF2 | CuS | |||||
Ksp | 2.5×10-13 | 1.5×10-10 | 1.3×10-36 | |||||
回答下列問題:
(1)為提高“溶浸”過程中的浸取速率,以下方法不能提高浸取速率的是________。
A.將礦石研磨粉碎 B.連續(xù)攪拌 C.延長浸取時間 D.升高溫度 E.適當增大稀硫酸的濃度
“溶浸”過程中往往有副產(chǎn)物MnS2O6 生成,溫度對“溶浸”反應的影響如下圖所示, 為減少MnS2O6的生成,“溶浸”的適宜溫度應大于___。
(2)“除鐵”步驟中,在加入石灰調(diào)節(jié)溶液的pH前,加入適量的軟錳礦,發(fā)生反應的離子方程為____。
(3) “凈化”步驟的目的是除去溶液中的Ca2+、Cu2+等雜質(zhì)。若測得濾液中 c(F-)=0.02molL-1,則濾液中殘留的c(Ca2+) =__。
(4) “沉錳”步驟中 ,加入 NH4HCO3后有無色無味的氣體放出, 發(fā)生反應的離子方程式為______。
(5)從“沉錳”步驟中要得到純凈無水MnCO3,先將析出的 MnCO3沉淀過濾,再用_______(填化學式)洗滌更易于干燥。過濾后廢液的主要成分為____(填化學式)。
(6)實際生產(chǎn)中, 運用陰離子交換膜法電解得到金屬錳,電解裝置如下圖所示,B電極為直流電源的_________極。該工藝若不使用離子交換膜, 會造成Mn2+發(fā)生副反應生成 MnO2, 寫出該副反應的電極反應式_______。
【答案】C 90℃ MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 3.75×10-7 molL-1 Mn2+ + 2= MnCO3 ↓+ CO2↑+ H2O C2H6O (NH4)2SO4 負極 Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
【解析】
“溶浸”時,SiO2不溶于稀硫酸,通過過濾除去,所得溶液含H+、Mn2+、Fe2+、Cu2+、SO42-等離子;
“溶浸”所得溶液通過“除鐵”將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,然后過濾除去;
“除鐵”后所得溶液通過“凈化”將Ca2+、Cu2+轉(zhuǎn)化為CaF2、CuS沉淀,然后過濾除去;
“凈化”所得溶液主要含Mn2+、NH4+、SO42-,通過“沉錳”得到MnCO3,再經(jīng)過濾、洗滌、烘干獲得無水MnCO3,據(jù)此解答。
(1)A.將礦石研磨粉碎,可以增大反應物的接觸面積,從而提高浸取速率,A不滿足題意;
B.連續(xù)攪拌可以增大反應物的接觸面積,從而提高浸取速率,B不滿足題意;
C.延長浸取時間不能提高浸取速率,C滿足題意;
D.升高溫度可以加快反應速率,從而提高浸取速率,D不滿足題意;
E.增大反應物的濃度,可以加快反應速率,從而提高浸取速率,E不滿足題意;
由圖可知,溫度高于90℃,副產(chǎn)物MnS2O6的百分率低且隨溫度升高百分率幾乎不再變化,故答案為:C;90℃;
(2)軟錳礦的主要成分為MnO2,具有較強的氧化性,將“溶浸”所得的Fe2+氧化物Fe3+,發(fā)生反應的離子方程式為:MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O,故答案為:MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;
(3)Ksp(CaF2)=c(Ca2+)×c2(F-),所以c(Ca2+) =molL-1=3.75×10-7molL-1,故答案為:3.75×10-7molL-1;
(4)“沉錳”時加入NH4HCO3后有無色無味的氣體放出,根據(jù)元素守恒可知該氣體為CO2,所以“沉錳”發(fā)生反應的離子方程式為Mn2++ 2=MnCO3↓+ CO2↑+ H2O,故答案為:Mn2++ 2=MnCO3↓+ CO2↑+ H2O;
(5)MnCO3難溶于水和乙醇,潮濕時易被空氣氧化,且乙醇易揮發(fā),洗滌后更容易干燥,所以應用乙醇洗滌,乙醇化學式為C2H6O,整個流程來看,NH4+、SO42-未除去,所以過濾出MnCO3沉淀后廢液主要成分為(NH4)2SO4,故答案為:C2H6O;(NH4)2SO4;
(6)由圖可知,電解質(zhì)溶液中的陰離子向左邊電極移動,左邊電極為陽極,A為電源的正極,B為電源的負極,結(jié)合電荷守恒可得Mn2+發(fā)生副反應的離子方程式為:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+,故答案為:負極;Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。
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【題目】硫酸型酸雨的形成原理可簡化表示如下:
回答下列問題:
(1)A物質(zhì)的化學式_________,B物質(zhì)的化學式_________。
(2)根據(jù)SO2的性質(zhì),可讓工廠的煙道氣通過________除去SO2,達到減少污染的目的。
(3)現(xiàn)有雨水樣品1份,每隔一段時間測定該雨水樣品的pH,所得數(shù)據(jù)如下:
注 溶液的pH越大,H+的物質(zhì)的量濃度就越小。
①雨水樣品的pH變化的原因是____________(用化學方程式表示)。
②如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁陀寐葰庀镜淖詠硭嗷旌希?/span>pH將_________(填“增大”“減小”或“不變”),原因是(用化學方程式表示):_____________。
(4)你認為減少酸雨產(chǎn)生可采用的措施是_________(填序號)。
①少用煤做燃料;②把工廠煙囪造高;③燃料脫硫;④在已酸化的土壤中加石灰;⑤開發(fā)新能源
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】根據(jù)如圖所示的反應判斷下列說法中錯誤的是
A. CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量
B. 該反應的焓變大于零
C. 該反應中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂,化學鍵斷裂吸收能量,化學鍵生成放出能量
D. 由該反應可推出凡是需要加熱才發(fā)生的反應均為吸熱反應
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)①已知反應A(g)+B(g)2D(g),若在起始時c(A)=a mol L-1, c(B)=2amol L-1,則該反應中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線是_______(選填字母序號)。
②在298K時,反應A(g)2B(g)的 KP=0.1132kPa,當分壓為 p(A)=p(B)=1kPa時,反應速率υ正______υ逆(填 “ <” “ =” 或 “ >” )。
③溫度為 T時,某理想氣體反應 A(g)+B(g)C(g)+M(g),其平衡常數(shù) K為0.25,若以 A∶B =1∶1發(fā)生反應,則 A的理論轉(zhuǎn)化率為_____%(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
(2)富勒烯 C60和 C180可近似看作“ 完美的” 球體,富勒烯的生成時間很快,典型的是毫秒級,在所有的合成技術中得到的 C60的量比 C180的量大得多。已知兩個轉(zhuǎn)化反應:反應物3C60 ,反應物C180,則勢能(活化能)與反應進程的關系正確的是______(選填字母序號)。
(3)甲醇脫氫和甲醇氧化都可以制取甲醛,但是O2氧化法不可避免地會深度氧化成CO。脫氫法和氧化法涉及的三個化學反應的 lgK隨溫度 T的變化曲線如圖所示。寫出圖中曲線①的化學反應方程式________;曲線③的化學反應方程式為________;曲線②對應的化學反應是____(填“ 放熱” 或“ 吸熱” )反應。
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【題目】A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)有如下轉(zhuǎn)化關系,E為淡黃色粉末,通常用在呼吸面具中作為氧氣的來源。
(1)A、C、E、F的化學式:
A______,C______,E______,F______。
(2)向飽和的C的溶液中通入足量CO2,會出現(xiàn)的現(xiàn)象是_____,有關反應的化學方程式為____。
(3)鑒別C與F溶液應選用的試劑是_____,有關反應的離子方程式為_____。
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【題目】已知AG=lg,電離度a=×l00%。常溫下,向l0mL0.lmolL-1HX溶液中滴加0.lmolL-1NaOH溶液,混合溶液中AG與滴加NaOH溶液體積的關系如圖所示。下列說法錯誤的是
A.點P前隨著NaOH溶液的加入,增大B.G點溶液中c(Na+)=c(X-)>c(H+)=c(OH-)
C.V=10時,溶液中c(OH-)>c(HX)D.常溫下,HX的電離度約為0.1%
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【題目】對廢棄物的再利用,不僅能夠減少污染,還能有效的節(jié)約資源,實現(xiàn)“變廢為寶”。為實現(xiàn)某合金廢料的再利用,設計流程如下:
下列敘述錯誤的是
A.從合金廢料回收的金屬元素有Al、Fe、Cu
B.X可能是NaOH或H2SO4
C.操作1包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥
D.濾渣1一定含有Fe和Cu
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【題目】設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是
A.在標況下,11.2LNO與11.2LO2混合后所含分子數(shù)為0.75NA
B.鋁跟氫氧化鈉溶液反應生成1mol氫氣時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA
C.0.1molNa2O2晶體中含有0.4NA個離子
D.常溫常壓下,16gO3所含的電子數(shù)為8NA
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【題目】短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。它們的原子最外層電子數(shù)之和為13,X的原子半徑比Y的小,其中X與W同主族。一種常見的無色無味液體分解可以得到X和Z元素的單質(zhì)。下列說法中錯誤的是
A.X、Y、Z三種元素可以形成既含共價鍵又含離子鍵的化合物
B.元素 X和 W之間不可能形成二元化合物
C.元素Z 的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的強
D.元素 Y、Z、W的簡單離子中,W的離子半徑最小
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