【题目】高纯碳酸锰(MnCO3)广泛应用于电子行业,制造高性能磁性材料。工业利用含锰废水(主要含Mn2+、、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+)制备碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下:
已知某些物质完全沉淀的pH值如表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 | CuS | MnS | MnCO3 |
沉淀完全时的pH | 3.7 | 5.2 | 6.4 | 9.8 | ≥0 | ≥7 | ≥7 |
回答下列问题:
(1)试剂X是___________ (填标号)。
a.Cl2 b.MnO2 c.浓HNO3 d.H2O2
(2)“滤渣1”中主要成分的化学式为__________。
(3)“除重金属”时发生反应的离子方程式是______;反应中使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是________。
(4)“50℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为_____,反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3,且控制溶液的pH为6.8~7.4,加入稍过量的NH4HCO3的目的是______使MnCO3沉淀完全,溶液的pH不能过低的原因是_____。
(5)由 MnCO3可制得重要的催化剂MnO2,2MnCO3+O2=2MnO2+2CO2。现在空气中加热460.0g的MnCO3,得到332.0g产品,若产品中杂质只有MnO,则该产品MnO2的质量分数是___________。
【答案】bd Fe(OH)3、Al(OH)3 S2-+Cu2+=CuS↓ Na2S会增大回收的(NH4)2SO4中Na+含量 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O 使Mn2+沉淀完全 MnCO3沉淀量少,NH4HCO3与酸反应 78.6%
【解析】
流程分析可知含锰废水(主要含Mn2+、SO42-、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+)加入氧化剂氧化亚铁离子,加入氨水调节溶液pH至5.2,沉淀铁离子和铝离子,过滤得到滤渣1,滤液主要为Mn2+、SO42-、Cu2+,加入硫化铵沉淀铜离子,过滤得到滤渣2,滤液主要是Mn2+、SO42-,加入碳酸氢铵得到碳酸锰、二氧化碳和水。
(1)X为氧化剂,若用氯气或浓硝酸会引入新的杂质离子,故不选,H2O2还原产物为水,不会引入杂质,MnO2的还原产物为Mn2+,也不会引入杂质,故答案为:bd;
(2)根据表格数据可知pH=5.2时铁离子和铝离子完全沉淀,故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(3)“除重金属”主要是除去铜离子,离子方程式为:S2-+Cu2+=CuS↓;若使用Na2S则会引入新的杂质离子,后续流程中回收的(NH4)2SO4中会有大量钠离子,故答案为:S2-+Cu2+=CuS↓; Na2S会增大回收的(NH4)2SO4中Na+含量;
(4)根据题目所给产物和元素守恒可知离子方程式为:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O;加入稍过量的NH4HCO3能提高MnSO4的转化率,使MnCO3沉淀完全,溶液的pH不能过低,因为H+可与MnCO3,NH4HCO3反应,故答案为:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O;使Mn2+沉淀完全;MnCO3沉淀量少,NH4HCO3与酸反应;
(5)MnCO3受热分解为MnO,MnO部分氧化为MnO2,产品中杂质有MnO,460.0 gMnCO3的物质的量为:=4mol,受热产生4molMnO,设产生MnO2物质的量为xmol,即有xmolMnO氧化,剩余MnO为(4-x)mol,产物的总质量为:(4-x)mol×71g/mol+xmol×87g/mol=332g,解得x=3,则MnO2的质量分数=
×100%=78.6%,故答案为:78.6%。
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【题目】下列叙述与下图对应的是( )
A.对于达到平衡状态的N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g),图①表示在t0时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动
B.由图②可知,p2 > p1,T1 > T2满足反应:2A(g) + B(g) 2C(g) ΔH < 0
C.图③表示的反应方程式为2A = B + 3C
D.对于反应2X(g) + 3Y(g) 2Z(g) ΔH < 0,图④y轴可以表示Y的百分含量
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【题目】(1)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)═6CaO(s)+P4(s)+10CO(g)△H1=+3359.26 kJmol﹣1
CaO(s)+SiO2(s)═CaSiO3(s)△H2=﹣89.61 kJmol﹣1
写出白磷(P4)由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应的热化学方程式为:_____。
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)+4HF(g)═SiF4(g)+2H2O(g)△H(298.15 K)=﹣94.0 kJmol﹣1△S(298.15 K)=﹣75.8 Jmol﹣1K﹣1,设△H和△S不随温度而变化,此反应自发进行的温度是_____
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【题目】在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH <0,某学习小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是 ( )
A.图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
D.图IV表示的是温度、压强对平衡的影响,且甲的温度比乙的高
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【题目】某课外活动小组的同学欲探究镁与浓硫酸的反应,甲同学认为产生的气体是二氧化硫,而乙同学认为除二氧化硫外,还可能产生氢气。为验证甲、乙两同学的判断是否正确,丙同学设计的实验装置如图所示(镁粉与浓硫酸共热时产生的气体为X,且该气体发生装置已略去)。
(1)仪器E的名称是_____________。
(2)镁粉与浓硫酸共热时生成二氧化硫的化学方程式为_____________。
(3)乙同学认为还可能产生氢气的理由是_____________。
(4)B 中加入的试剂是_______,其作用是_____________。
(5)装置A中发生反应的离子方程式为_____________。
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【题目】标准状况下,向2mol·L-1的NaOH溶液100mL中缓缓通入4.48LCO2气体,充分反应后溶液中离子浓度大小排列顺序正确的是
A.c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)B.c(Na+)+ c(H+)=c(
)+ c(OH-)
C.c(Na+)>c()>c(H+)>c(OH-)D.c(Na+)=c(
)>c(OH-)>c(H+)
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【题目】已知下列数据:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g·cm-3 |
乙醇 | -144 | 78.0 | 0.789 |
乙酸 | 16.6 | 118 | 1.05 |
乙酸乙酯 | -83.6 | 77.5 | 0.900 |
浓硫酸(98%) | - | 338 | 1.84 |
下图为实验室制取乙酸乙酯的装置图。
(1)当饱和碳酸钠溶液上方收集到较多液体时,停止加热,取下小试管B,充分振荡,静置。振荡前后的实验现象为________(填字母)。
A.上层液体变薄 B.下层液体红色变浅或变为无色 C.有气体产生 D.有果香味
(2)为分离乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物,可按下列步骤进行分离:
①试剂1最好选用_________________________________________________;
②操作1是________,所用的主要仪器名称是__________________________;
③试剂2最好选用_____________________________________;
④操作2是_______________________________________;
⑤操作3中温度计水银球的位置应为下图中________(填“a”“b”“c”或“d”)所示,在该操作中,除蒸馏烧瓶、温度计外 、锥形瓶 ,还需要的玻璃仪器有__________、________、________,收集乙酸的适宜温度是________。
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【题目】4-溴甲苯、2-溴甲苯以及HBr都是重要的有机中间体。以甲苯、液溴、铁粉、水为原料生产上述物质的实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶中(装置如图所示)加入0.3g铁粉,46g甲苯和60 mL水,在分液漏斗中加入80 g液溴,再加入10 mL水。
步骤2:打开分液漏斗滴加液溴,不断搅拌保持反应温度在20~25℃之间。最后将分液漏斗中的水也全部加入三颈烧瓶中,继续搅拌0.5h,即可反应完全。
步骤3:移走冷水浴装置,加热三颈烧瓶至反应温度在122~126℃,馏出液进入分水器中,打开分水器阀门将下层液体仍加入三颈烧瓶中,上层液体倒入烧杯中。
步骤4:将三颈烧瓶中液体进行处理,分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,两者的总产量为51.3g。
回答下列问题:
(1)实验中液溴的滴加方式是__________;在分液漏斗中加入80g液溴,再加入10mL水的目的是_________。
(2)冷凝水应从冷凝管的________(a或b)端进入;实验中发现分水器中的液体出现回流,应采取操作是_____________________。
(3)写出反应装置中生成4-溴甲苯的化学方程式:_________。分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,应采用的操作是___________。
(4)该实验装置中还缺少的必要实验仪器是____________。
(5)反应温度保持在20~25℃之间,其原因是__________。
(6)本实验中,一溴甲苯(4-溴甲苯和2-溴甲苯)的产率为_________。
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【题目】氯化亚铜是一种重要的化工原料,一种利用低品位铜矿主要含有Cu2S、CuS、FeO、Fe2O3、SiO2等
为原料制取CuCl的工艺流程如下:
(1)反应Ⅰ“浸取”前需将铜矿粉碎的目的是___________________________;
(2)滤渣Ⅰ的成分除S和外还含有___________,反应 Ⅰ中
的作用为_______________
(3)已知生成氢氧化物的pH如下表,则反应Ⅱ“中和”时,用氨水调pH的范围是______________。
物质 | |||
开始沉淀pH | |||
完全沉淀pH |
(4)检验滤液Ⅱ中是否含有所需要的试剂是:______________
(5)①反应Ⅲ中生成难溶的离子方程式:______________
②反应Ⅳ所对应的化学方程式:______________________________
(6) CuCl的定量分析
步骤1.取样品0.7500g和30.0mL 1.0mol·L-1过量的FeCl3溶液置于250mL的锥形瓶中,不断摇动。
步骤2.待样品溶解后,平均分为3份,用0.1000mol·L-1 Ce(SO4)2标准溶液进行滴定。
三次实验测得数据如下表
序号 | 1 | 2 | 3 |
起始读数 | |||
终点读数 |
已知:;
。
①数据处理:计算得CuCl的纯度为_________
②误差下列操作会使测定结果偏高的是______________
A.锥形瓶中有少量蒸馏水
B.滴定终点读数时仰视滴定管刻度线
C.0.1000mol·L-1硫酸铈溶液久置后浓度变小
D.滴定前滴定管尖嘴无气泡,滴定后产生气泡
E.用量筒取10.0mL 1.0mol·L-1的溶液时仰视刻度线
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