二氧化锰可用作干电池去极剂,合成工业的催化剂和氧化剂,玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。(1)二氧化锰在酸性介质中是一种强氧化剂,请用化学方程式证明
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二氧化锰可用作干电池去极剂,合成工业的催化剂和氧化剂,玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。 (1)二氧化锰在酸性介质中是一种强氧化剂,请用化学方程式证明:______________________。 (2)锌—锰碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。电池的总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。 ①电池工作时,MnO2发生________反应。 ②电池的正极反应式为________。 (3)工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:
已知:软锰矿的主要成分为MnO2,还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物,部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表。
沉淀物
| Al(OH)3
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Mn(OH)2
| Cu(OH)2
| pH
| 5.2
| 3.2
| 9.7
| 10.4
| 6.7
| 沉淀物
| Zn(OH)2
| CuS
| ZnS
| MnS
| FeS
| pH
| 8.0
| -0.42
| 2.5
| 7
| 7
| 回答下列问题: ①硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为________________________。 ②试剂X为________。 ③滤渣A的主要成分为________。 ④加入MnS的目的主要是除去溶液中的________。 |
答案
(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)①还原 ②2MnO2+2e-+H2O=Mn2O3+2OH- (3)①MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+ Fe2(SO4)3+2H2O ②氨水 ③Fe(OH)3和Al(OH)3 ④Cu2+、Zn2+ |
解析
(1)二氧化锰在酸性介质中是一种强氧化剂,可联想到实验室制取氯气。(2)MnO2在正极得电子,发生还原反应,电极反应式为2MnO2+2e-+H2O=Mn2O3+2OH-。(3)①根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4,Fe2+被氧化为Fe3+,可以写出反应方程式:2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O。②调节pH至5.4,是为了使Fe3+、Al3+沉淀,所选试剂为氨水。③滤渣A的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。④根据流程图可知加入MnS是为了生成CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+。 |
举一反三
苯甲酸是一种重要的化工产品,某学习小组设计方案制备苯甲酸。反应原理如下:
已知甲苯的熔点为-95℃,沸点为110.6℃,易挥发,密度为0.866 g·cm-3;苯甲酸的熔点为122.4℃,在25℃和95℃下溶解度分别为0.3 g和6.9 g。 【制备产品】 30.0 mL甲苯和25.0 mL 1 mol·L-1高锰酸钾溶液在80℃下反应30 min,装置如图所示:
(1)图中支管的作用是_______________________。 (2)冷凝管的作用是________;进水口为________(填“a”或“b”)。 (3)相对于用酒精灯直接加热,用沸水浴加热的优点是________;在本实验中,三颈烧瓶最合适的容积是________(填字母)。A.50 mL | B.100 mL | C.200 mL | D.250 mL | 【分离产品】他们设计如下流程分离粗产品苯甲酸和回收甲苯: (4)操作Ⅰ的名称是________;含有杂质的产物经操作Ⅱ进一步提纯得无色液体A,则操作Ⅱ的名称是________。 (5)操作Ⅲ的名称是________。检验B中是否含有Cl-的方法如下:取少量B溶于水,在上层清液中滴加稀硝酸酸化的________溶液,若产生白色沉淀,则B中含有Cl-。 |
某化学学习小组在实验室中探究铁钉与热浓硫酸的反应。其探究流程如图所示:
(1)从实验安全的角度考虑,应先向烧杯中加入______(填“甲”或“乙”)。 (2)根据加入的反应物的量,实验需要选取的烧杯的规格为________(填字母序号)。 a.50 mL b.100 mL c.500 mL d.1 000 mL (3)上述流程图中从“静置”后的混合物中得到上清液B不能采用过滤的操作方法,其原因是__________________________________。 由于铁钉生锈,上清液B中可能既含Fe3+,又含Fe2+,要检验上清液B中有无Fe2+,应加入的试剂是________(填字母序号)。 a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.NaOH溶液 d.酸性KMnO4溶液 (4)气体A的主要成分是SO2,还可能含有H2和CO2。流程图中“加热”时可能生成CO2的原因是________________(用化学方程式表示)。 利用下列仪器可以同时检验气体A中是否含有H2和CO2(其中的夹持仪器、橡胶管和加热装置已经略去),则仪器的连接顺序是________(填仪器的字母代号),装置A的作用是____________________________,装置B中试剂X的化学式是________。
A B C D E F |
在实验室中,下列除去杂质的方法不正确的是( )A.溴苯中混有溴,加入碳酸钠溶液,振荡,然后分液 | B.乙烷中混有乙烯,通入氢气,在一定条件下反应,使乙烯转化为乙烷 | C.硝基苯中混有浓HNO3和浓H2SO4,将其倒入NaOH溶液中,静置,分液 | D.乙烯中混有SO2和CO2,将其通入NaOH溶液中洗气 |
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下列说法正确的是( )A.除去Cl2中少量的HCl,可将混合气体通过盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶 | B.向久置于空气的FeCl2溶液中滴入KSCN溶液,会产生Fe(SCN)3血红色沉淀 | C.向某溶液中滴入稀盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液一定含有CO32- | D.实验室可采用分液法直接分离乙酸乙酯和乙醇的混合液 |
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某酸性溶液可能含有Br-、SO42-、H2SO3、NH4+等,分别对该溶液进行如下实验: ①加热时放出的气体可使品红溶液褪色; ②加入碱溶液使溶液呈碱性,再加热时放出的气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝; ③加入氯水时,溶液略呈橙红色,再加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。 对于下列物质不能确定其在原溶液中是否存在的是( )A.Br- | B.SO42- | C.H2SO3 | D.NH4+ |
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