工业上常以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。(1)已知将MnO2、ZnS浸在
题型:不详难度:来源:
工业上常以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。 (1)已知将MnO2、ZnS浸在硫酸溶液中有少量黄色物质析出,写出并配平该化学反应方程式: 。 (2)在酸浸的过程中还会发生以下反应: a. 3MnO2 +2FeS +6H2SO4=3MnSO4 +Fe2(SO4)3+2S+ 6H2O b. MnO2+CuS+4H2SO4=MnSO4+CuSO4+S+2H2O c. Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O 将酸浸所得的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液(Ⅳ),电解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn。
①操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑、 Zn+Cu2+=Zn2++Cu、 。 ②操作②中加入适量X的作用是: 。 ③操作③中所加碳酸盐的化学式是: 。 (3)为了从上述流程中产生的Fe(OH)3 、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,某化学兴趣小组设计了如下两种方案图。 方案Ⅰ
方案Ⅱ
①方案Ⅰ中,AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3的离子方程式为: 。若总共得到n molAl(OH)3,则消耗的NaOH和HCl的理论量分别为: mol、 mol。 ②从消耗酸碱的用量角度考虑,方案 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)所消耗的酸碱少些。 |
答案
(1)MnO2 +ZnS +2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O(2分) (2)①Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+(2分) ②将Fe2+氧化成Fe3+ (2分) ③MnCO3或ZnCO3或MnCO3和ZnCO3(2分) (3)① Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3 ↓(2分); 3n/4(1分)、3n/4 (1分)②Ⅰ(1分) |
解析
试题分析:(1)由信息将MnO2、ZnS浸在硫酸溶液中有少量黄色物质S析出,故MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O。 (2)从电解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn可知反应①中的Mn2+置换出来,故①中还有Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+;②后面得到Fe(OH)3沉淀,说明X是将Fe2+氧化成Fe3+的氧化剂;为了不引进新杂质,调节溶液pH的最好用MnCO3或ZnCO3。 (3)方案I的最终反应是AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl,可以得出①Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓;因4Al(OH)3↓~3NaCl~3NaOH~3HCl,故总共得到n molAl(OH)3,则消耗的NaOH和HCl的理论量都 3n/4mol。 |
举一反三
(12分)高纯硝酸锶[化学式:Sr(NO3)2]用于制造信号灯、光学玻璃等。 ⑴工业级硝酸锶中常含有硝酸钙、硝酸钡等杂质,其中硝酸钙可溶于浓硝酸,而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸。请结合相关信息,补充完整提纯硝酸锶的下列实验步骤: ①取含杂质的硝酸锶样品, ,搅拌。 ② 。 ③将滤渣溶于水中,加略过量铬酸使Ba2+沉淀,静置后加入肼(N2H4)将过量铬酸还原,调节pH=7~8,过滤。 ④将滤液用硝酸调节pH=2~3, ,过滤,洗涤。 ⑤将得到的Sr(NO3)2·2H2O晶体在100 ℃条件下干燥,得到高纯硝酸锶。 ⑵Sr(NO3)2受热易分解,生成Sr(NO2)2和O2;在500 ℃时Sr(NO2)2进一步分解生成SrO及氮氧化物。取一定质量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2样品,加热至完全分解,得到5.20 g SrO固体和5.08 g混合气体。计算该样品中Sr(NO3)2的质量分数(写出计算过程)。 |
甲苯氧化法制备苯甲酸的反应原理如下: + 2KMnO4+KOH+2MnO2↓+H2O + HCl+KCl 实验时将一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在100 ℃时, 反应一段时间,再停止反应,并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。 图1回流搅拌装置 图2抽滤装置 ⑴实验室中实现操作Ⅰ所需的玻璃仪器有 、烧杯;操作Ⅱ的名称为 。 ⑵如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,若无此操作会出现的危害是 。 ⑶在操作Ⅲ中,抽滤前需快速冷却溶液,其原因是 ;如图2所示抽滤完毕,应先断开 之间的橡皮管。 ⑷纯度测定:称取1.220 g产品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL溶液,进行滴定 ,消耗KOH物质的量为2.4×10-3 mol。产品中苯甲酸质量分数为 。 |
为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是 ( )
| 被提纯物质
| 除杂试剂
| 分离方法
| A
| 乙酸乙酯(乙酸)
| NaOH溶液
| 蒸馏
| B
| CO2(SO2)
| 饱和Na2CO3溶液
| 洗气
| C
| 乙烷(乙烯)
| 酸性高锰酸钾溶液
| 洗气
| D
| 溴苯(溴)
| 氢氧化钠溶液
| 分液
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某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有钙、铁、铝三种金属元素。【已知完全沉淀的pH:Ca(OH)2:pH ≥ 13;Al(OH)3:pH ≥ 5.5;Fe(OH)3:pH ≥ 4.1】
下列说法不正确的是A.步骤②加入6mol/L盐酸的主要目的是为了将茶叶灰分中的钙、铁、铝难溶性化合物转化为可溶性氯化物 | B.步骤⑤所得滤液中溶质的主要成分为:CaCl2、NH3·H2O | C.步骤⑥可以检出钙元素存在,离子反应方程式为Ca2++C2O42- = CaC2O4↓ | D.步骤⑧中A试剂为KSCN溶液,离子反应方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 |
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(14分)某物质用途广泛,可用作分析试剂、媒染剂、催化剂及化工原料。经测定它含有铁元素,摩尔质量为482g/mol。为进一步确定它的组成,某化学兴趣小组做了以下实验: Ⅰ.称取48.20g该物质溶于水,配成100mL溶液,所得溶液显棕黄色。 Ⅱ.取上述溶液50mL于试管中,加入足量的0.1mol/LNaOH溶液,并加热,产生的气体经干燥后通入浓硫酸中,浓硫酸增重0.85g;产生的红褐色沉淀经过过滤、洗涤、灼烧后得4.00g固体。 Ⅲ.另取上述溶液50mL于试管中,加入足量的BaCl2溶液,产生不溶于盐酸的白色沉淀 23.30g。 请回答下列问题: (1)实验Ⅱ中产生气体的电子式 。 (2)该物质的化学式为 ,下列有关该物质的用途合理的是 。A.补血剂 | B.净水剂 | C.含酚废水的检测试剂 | D.肥料 | (3)该物质溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至金属元素完全沉淀时的化学反应方程式 。 (4)将SO2气体通入该物质的溶液中可以观察到的实验现象是 ,写出该反应的离子方程式 。 (5)为了进一步验证该物质中铁元素的化合价,某同学设计了如下实验方案:取少量固体于试管中,加水充分溶解,滴加硫氰化钾溶液,若溶液显血红色,即可证明该物质中一定存在Fe3+。请评价该实验操作是否合理 (填“合理”或者“不合理”),理由 。 |
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