(本题共16分)锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:已知25℃,部分物质
题型:不详难度:来源:
(本题共16分)锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126015959-12996.png) 已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:
物质
| Mn(OH)2
| Co(OH)2
| Ni(OH)2
| MnS
| CoS
| NiS
| Ksp
| 2.1×10-13
| 3.0×10-16
| 5.0×10-16
| 1.0×10-11
| 5.0×10-22
| 1.0×10-22
| (1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是 。 (2)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+,反应的离子方程式是 ,加氨水调节溶液的pH为5.0~6.0,以除去Fe3+。 (3)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是 。 (4)步骤Ⅳ中,在 (填“阴”或“阳”)极析出Mn,电极反应方程式为 。 (5)电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。为了将Mn2+降到1.0×10-9mol/L,则c(Na2S)至少是 mol/L。 |
答案
(1)MnCO3+H2 SO4 =MnSO4+ CO2↑+H2O(3分) (2)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O (3分)(3)CoS和NiS (3分,错、漏均扣1分) (4)阴(1分),Mn2++2e-=Mn (3分)(5)1.0×10-2 (3分) |
解析
试题分析:(1)硫酸是强酸与碳酸锰反应生成硫酸锰、水和CO2,反应的化学方程式为MnCO3+H2 SO4 =MnSO4+ CO2↑+H2O。 (2)MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+,而二氧化锰的还原产物是锰离子,反应的离子方程式是MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O。 (3)加氨水后除去了铁离子,溶液中的金属阳离子主要是锰离子、钴离子和镍离子,因此加入硫化铵后主要是生成CoS和NiS,即滤渣2的主要成分是CoS和NiS。 (4)锰离子得到电子被还原为单质锰,电解池中阴极得到电子被还原,所以在阴极析出Mn,电极反应方程式为Mn2++2e-=Mn。 (5)根据硫化锰的溶度积常数可知,当Mn2+降到1.0×10-9mol/L时,溶液中硫离子的浓度为 =0.01mol/L,即c(Na2S)至少是0.01mol/L。 |
举一反三
利用下表提供的实验器材(规格和数量不跟)能完成相应实验的是
选项
| 实验器材(省略夹持装置)
| 相应实验
| A
| 烧杯、玻璃棒、短颈玻璃漏斗
| 苯甲酸的重结晶
| B
| 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗
| 用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI
| C
| 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶
| 用固体NaCl配制0.5 mol/L NaCl溶液
| D
| 烧杯、玻璃棒、胶头滴管
| 用盐酸除去BaSO4中少量BaCO3
|
|
氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质.为了提纯氯化钾,先将样品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,在将滤液按图所示步骤进行操作.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126015951-11577.png) 回答下列问题: (1)起始滤液的pH 7(填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是 . (2)试剂I的化学式为 ,①中发生反应的离子方程式为 . (3)试剂Ⅱ的化学式为 ,②中加入试剂Ⅱ的目的是 ; (4)试剂Ⅲ的名称是 ,③中发生反应的离子方程式为 ; (5)某同学称取提纯的产品0.7759g,溶解后定定容在100mL容量瓶中,每次取25.00mL溶液,用0.1000mol•L﹣1的硝酸银标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62mL,该产品的纯度为 .(列式并计算结果) |
(4分)(2012•广东)下列实验能达到目的是( )A.用溴水鉴别苯和正已烷 | B.用BaCl2溶液鉴别SO42﹣与SO32﹣ | C.用浓HNO3与Cu反应制备NO2 | D.将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl |
|
(17分)(2012•广东)难溶性杂卤石(K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡 K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O(s)⇌2Ca2++2K++Mg2++4 +2H2O 为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如图1:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126015916-38462.png) (1)滤渣主要成分有 和 以及未溶杂卤石. (2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因: . (3)“除杂”环节中,先加入 溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入 溶液调滤液PH至中性. (4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图2,由图可得,随着温度升高,① ② ; (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+ ⇌CaCO3(s)+![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126015916-42678.png) 已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10﹣9,Ksp(CaSO4)=4.90×10﹣5,求此温度下该反应的平衡常数K (计算结果保留三位有效数字). |
(17分)(2012•广东)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸,反应原理:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126015858-19239.png) 实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200126/20200126015858-64726.png) 已知:苯甲酸分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g;纯净固体有机物都有固定熔点. (1)操作Ⅰ为 ,操作Ⅱ为 . (2)无色液体A是 ,定性检验A的试剂是 ,现象是 (3)测定白色固体B的熔点,发现其在115℃开始熔化,达到130℃时仍有少量不熔,该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确.请在答题卡上完成表中内容.
序号
| 实验方案
| 实验现象
| 结论
| ①
| 将白色固体B加入水中,加热溶解, _________ _________
| 得到白色晶体和无色溶液
|
| ②
| 取少量滤液于试管中, _________
| 生成白色沉淀
| 滤液含Cl﹣
| ③
| 干燥白色晶体, _________
| _________
| 白色晶体是苯甲酸
| (4)纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml甲醇溶液,移取25.00ml溶液,滴定,消耗KOH的物质的量为2.40×10﹣3mol,产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为 ,计算结果为 (保留二位有效数字). |
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