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以软锰矿粉(主要含有MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3 等杂质)为原料...

以软锰矿粉(主要含有MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3 等杂质)为原料制备高纯MnO2的流程如下图所示:

已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp [Al(OH)3]=4.0×10-34

②常温下,氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH 分别为4.6、3.4;Mn2+开始沉淀的pH 为8.1。

③常温下,当溶液中金属离子物质的量浓度小于或等于1×10-5mol·L-l时,可视为该金属离子已被沉淀完全。

(1)“酸浸”过程中不能用浓盐酸替代硫酸,原因是_____________________。“酸浸”时加入一定量的硫酸,硫酸不能过多或过少。“硫酸”过多造成氨的损失;硫酸过少时,“酸浸”时会有红褐色渣出现,原因是___________________________________

(2)加入氨水应调节pH的范围为______ ,当Fe3+恰好沉淀完全时,c(Al3+)=________mol·L-l

(3)“过滤”所得滤渣为MnCO3,滤液中溶质的主要成分是____________(填化学式),写出其阳离子的电子式:_______________________________

(4)加入碳酸氢铵产生沉淀的过程称为“沉锰”。

①“沉锰”过程中放出CO2,反哥应的离子方程式为_______________________________

②“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示。当温度高于60℃时,沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是_______________________________

 

二氧化锰会氧化浓盐酸 生成的Fe3+ 水解得到Fe(OH)3 沉淀 4.6~8.1 0.05 (NH4)2SO4 Mn2++2HCO3-=MnCO3 ↓+CO2 ↑+H2O 温度过高时碳酸氢铵的分解速率显著加快,沉锰速率随碳酸氢铵浓度的减小而减慢 【解析】(1)“酸浸”过程中不能用浓盐酸替代硫酸,原因是二氧化锰会氧化浓盐酸。“酸浸”时加入一定量的硫酸,硫酸不能过多或过少。“硫酸”过多造成氨的损失;硫酸过少时,“酸浸”时会有红褐色渣出现,原因是生成的Fe3+ 水解得到Fe(OH)3 沉淀。 (2)由题中信息可知,Al3+、Fe3+完全沉淀的pH 分别为4.6、3.4,Mn2+开始沉淀的pH 为8.1。所以,加入氨水应调节pH的范围为4.6~8.1,当Fe3+恰好沉淀完全时,的物质的量浓度最大值为1×10-5mol·L-l,此时溶液中c(OH-)的最小值为mol/L,c(Al3+)= 0.05mol·L-l。 (3)“过滤”所得滤渣为MnCO3,滤液中溶质的主要成分是(NH4)2SO4,其阳离子的电子式为。 (4)①“沉锰”过程中放出CO2,反哥应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3 ↓+CO2 ↑+H2O。 ②当温度高于60℃时,沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是:温度过高时碳酸氢铵的分解速率显著加快,沉锰速率随碳酸氢铵浓度的减小而减慢。  
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纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:

纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:

方法a

用炭粉在高温条件下还原CuO

方法b

电解法,反应为2Cu + H2O  Cu2O + H2↑。

方法c

用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2

 

(1)已知:2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s)   △H =-169kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO(g)      △H =-110.5kJ·mol-1

Cu(s)+O2(g)=CuO(s)    △H =-157kJ·mol-1

则方法a发生反应的热化学方程式是_____________________________________

(2)方法b采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,该离子交换膜为______离子交换膜(填“阴”或“阳”),该电池的阳极反应式为______________________________________

(3)方法c为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该制法的化学方程式为________________________________________

(4)在容积为1L的恒容密闭容器中,用以上方法制得的三种纳米级Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g) 2H2(g)+O2(g),ΔH>0。水蒸气的浓度c随时间t 的变化如下表所示。

①对比实验的温度:T2_________T1(填“>”、“<”或“=”)

②催化剂催化效率:实验①________ 实验②(填“>”或“<”)

③在实验③达到平衡状态后,向该容器中通入水蒸气与氢气各0.1mol,则反应再次达到平衡时,容器中氧气的浓度为 ____________________

 

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化学实验装置的正确连接是实验成功的关键,下图是中学化学中常见的实验装置。

(1)用上述装置制备气体:

①用A、F、D组合能制取并收集的干燥气体是_________________(填字母代号)。

a.H2        b.H2S c.CO2d.C2H2

②要快速制取并得到干燥的NH3,正确的仪器组合是___________[按气体制备(不包括尾气处理)装置顺序填仪器的字母代号,注意集气装置不可倒置],制气所选用的固体药品是_________________(填名称)。

(2)甲同学用A、B组合来验证氯化氢、碳酸、次氯酸的酸性强弱时,盐酸应装入____________(填仪器名称)中,B装置中发生的有明显现象的反应的离子方程式为_____________________________

(3)为检查如图所示简易气体发生装置的气密性,乙同学进行了相关操作和方案设计。乙同学认为,只要向漏斗中加水,便可检查其气密性是否良好。经检验他的方案可行,则乙同学的操作方案、现象和结论是_____________________________________________

 

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A~J 是中学化学常见的物质,它们之间的转化关系如下图所示 (部分反应条件、生成物已省略)。已知A是一种高熔点物质,D是一种红棕色固体。

请回答下列问题:

(1)电解A物质的阴极电极反应式为________,C 与D在高温下反应,引发该反应需要加入的两种试剂是________________________(填名称)。

(2)写出G→J 反应的实验现象与化学方程式:____________________________________________________________

(3)C 与NaOH溶液反应的离子方程式为________________________________

 

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一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入6molCO2 和8molH2,发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H= -49.0kJ•mol-1,测得n(H2)随时间的变化如曲线Ⅰ所示。下列说法正确的是

A. 该反应在0~8 min内CO2 的平均反应速率是0.375mol·L-1·min-1

B. 保持温度不变,若起始时向上述容器中充入4molCO2、2molH2、2molCH3OH(g)和1mol H2O(g),则此时反应向正反应方向进行

C. 保持温度不变,若起始时向上述容器中充入3molCO2 和4molH2,则平衡时H2 的体积分数等于20%

D. 改变条件得到曲线Ⅱ、Ⅲ,则曲线Ⅱ、Ⅲ改变的条件分别是升高温度、充入氦气

 

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常温下,向20.00mL.0.1000mol·L-1(NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.200 mol·L-1NaOH溶液时,溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系如下图所示(不考虑NH3·H2O的分解和NH3的挥发)。下列说法不正确的是

A. 点a所示溶液中:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)><(OH-)

B. 点b所示溶液中:c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-)>c(H+)=c(OH-)

C. 点c所示溶液中:c(SO42-)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)

D. 点d所示溶液中:c(SO42-)>c(NH3·H2O )>c(OH-)>c(NH4+)

 

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