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【题目】碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体、合成二氧化锰和制造其它锰盐的原料,用于医药、电焊条辅助原料等。工业上用氯化铵焙烧菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:

已知:①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3,还含少量FeAlCaMg等元素。

②相关金属Mn+离子浓度c(Mn+)=0.1 mol L -1形成M(OH)n沉淀的pH范围如下:

金属离子

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

6.3

1.5

3.8

8.8

9.6

沉淀完全的pH

8.3

2.8

5.2

10.8

11.6

③常温下,Ksp(CaF2) =1.46×10-10Ksp(MgF2) = 7.30×10-11

回答下列问题:

(1)混合研磨成细粉的目的是_________________

(2)“焙烧时发生的主要反应的化学方程式为_____________

(3)浸出液净化除杂过程如下:首先加入MnO2Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为________;再调节溶液pH范围为________Al3+Fe3+变为沉淀除去;再加入NH4F沉淀Ca2+Mg2+,当c(Ca2+)=1.0×10-5molL-1时,c(Mg2+)=______molL-1

(4)碳化结晶过程中不能用(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液可能的原因是_________

(5)在操作流程中可以循环利用的物质是__________

(6)测定碳酸锰产品的纯度。

称取0.2500g碳酸锰产品于锥形瓶中,加25.00 mL磷酸,加热,碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,冷却至室温。加水稀释至50 mL,滴加23滴指示剂,然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定(反应为:[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2)。重复操作3次,记录数据如下表:

滴定

次数

0.2000mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数(mL)

滴定前

滴定后

1

0.10

10.20

2

0.22

11.32

3

1.05

10.95

则产品的纯度=____________,若滴定终点时俯视读数,则测得的碳酸锰粗产品的纯度__________(偏高偏低无影响”)

【答案】增大接触面积,提高反应速率 MnCO32NH4Cl MnCl22NH3CO2H2O MnO22Fe24H═Mn22Fe32H2O 5.2≤pH8.8 5×10-6 碳酸根离子水解程度大,碳酸铵溶液中c(OH-)较大,易产生Mn(OH)2沉淀 NH4Cl 92.00% 偏低

【解析】

菱锰矿粉的主要成分是MnCO3,还含少量FeAlCaMg等元素,加入氯化铵混合研磨后、焙烧,此时发生反应,由流程图可知,MnCO3NH4Cl反应生成NH3CO2、氯化锰等,其它金属元素转化为金属氯化物;往浸出液中加入MnO2,将Fe2+氧化为Fe3+;再调节溶液pH范围,将Fe3+Al3+转化为氢氧化物沉淀;再加入NH4F沉淀Ca2+Mg2+;最后加碳酸氢铵,将Mn2+转化为MnCO3沉淀。

(1)混合研磨成细粉,可增大固体颗粒间的接触,从而得出目的是增大接触面积,提高反应速率。答案为:增大接触面积,提高反应速率;

(2)“焙烧时,MnCO3NH4Cl反应生成NH3CO2、氯化锰等,发生的主要反应的化学方程式为MnCO32NH4ClMnCl22NH3CO2H2O。答案为:MnCO32NH4ClMnCl22NH3CO2H2O

(3)浸出液净化除杂过程如下:首先加入MnO2Fe2+氧化为Fe3+,而MnO2被还原为Mn2+,反应的离子方程式为MnO22Fe24H═Mn22Fe32H2O;再调节溶液pH范围,让Al3+Fe3+全部生成沉淀,而Ca2+Mg2+不生成沉淀,所以pH范围为5.2≤pH8.8;再加入NH4F沉淀Ca2+Mg2+,当c(Ca2+)=1.0×10-5molL-1时,c(Mg2+)===5×10-6molL-1。答案为:MnO22Fe24H═Mn22Fe32H2O5.2≤pH8.85×10-6

(4)碳化结晶过程中不能用(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液,主要从溶液的碱性强,Mn2+会转化为锰的氢氧化物角度分析,可能的原因是碳酸根离子水解程度大,碳酸铵溶液中c(OH-)较大,易产生Mn(OH)2沉淀。答案为:碳酸根离子水解程度大,碳酸铵溶液中c(OH-)较大,易产生Mn(OH)2沉淀;

(5)在操作流程中,反应物中加入了NH4Cl,分离滤液和滤饼时又获得了氯化铵,所以可以循环利用的物质是NH4Cl 答案为:NH4Cl

(6)测定碳酸锰产品的纯度时,3次滴定操作中的第2次误差过大,实验数据不能采用,由此可得出两次有效滴定所用标准溶液的平均体积为=10.00mL,由反应可得出如下关系式:MnCO3——(NH4)2Fe(SO4)2n(MnCO3)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]= 0.2000 mol·L-1×0.010L=2×10-3mol,则产品的纯度==92.00%,若滴定终点时俯视读数,则读出的硫酸亚铁铵标准溶液的体积偏小,测得的碳酸锰粗产品的纯度偏低。答案为:92.00%;偏低。

练习册系列答案
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【题目】已知:pAg=lg[c(Ag+)]Ksp(AgCl)=1×10-12。如图是向10mLAgNO3溶液中逐渐加入0.1mol·L-1NaCl溶液时,溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位:mL)变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论不正确的是[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]

A.AgNO3溶液的物质的量浓度为1mol·L-1

B.图中x点的坐标为(1006)

C.图中x点可认为溶液中Ag+被沉淀完全

D.0.1mol·L-1NaCl换成0.1mol·L-1NaI,则图像在终点后变为虚线部分

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查阅资料:氯气的氧化性大于HIO3

回答下列问题:

(1)实验室中可代替图中添加浓盐酸的仪器名称是___________

(2)加入浓盐酸后试管内发生反应的化学方程式是__________________________________

(3)探究氯气的化学性质,将实验现象填写在下表对应的空格里:___________

操作步骤

实验现象

缓慢加入浓盐酸,打开cde,使产生的氯气缓慢充入Y试管

关闭c打开b,使氯气缓慢进入Y管中

(4)实验中发现若氯气的通入量过多,淀粉碘化钾试纸会逐渐变为无色,可能的原因是__________________________________________________

(5)此装置___________(填“能”或“不能”)证明氧化性顺序Cl2>Br2>I2,原因是___________,实验完毕后,关闭止水夹b,打开ac,挤压气球,目的是__________________________

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【题目】工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8(过二硫酸钠)。电解时,阴极材料为Pb;阳极(铂电极)电极反应式为2-2e-=+2H+。下列说法正确的是

A.Na2S2O8水溶液呈弱碱性

B.Na2S2O8可水解生成H2O2,同时生成NaHSO4可循环利用

C.H2S2O8可完全电离,故稳定性与硫酸相当

D.Na2S2O8具有强氧化性,故不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

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【题目】某反应中反应物与生成物有:AsH3H2SO4KBrO3K2SO4H3AsO4H2O和一种未知物质X

1)已知KBrO3在反应中得到电子,发生_____(填“氧化”或“还原”)反应,则该反应的还原剂是________

2)已知0.2molKBrO3在反应中得到1mol电子生成X,则X的化学式为____

3)根据上述反应可推知________(填序号)

a.氧化性:KBrO3>H3AsO4

b.氧化性:H3AsO4>HBrO3

c.还原性:AsH3>X

d.还原性:X>AsH3

4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数目。_____________

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【题目】1)通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(△H)。

化学键

Si—O

Si—Cl

H—H

H—Cl

Si—Si

Si—C

键能/kJ·mol—1

460

360

436

431

176

347

请回答下列问题:

①比较下列两组物质的熔点高低(填=)

SiC_____________SiSiCl4_____________SiO2

②工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)该反应的反应热△H=_____________kJ/mol.

2)已知化合物Na2O的晶胞如图。

①其中O2-离子的配位数为________

②该化合物与MgO相比,熔点较高的是________(填化学式)

③已知该化合物的晶胞边长为apm,则该化合物的密度为___g·cm3(只要求列出算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的数值为NA)

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【题目】NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是

A.向氨水中加入少量的硫酸氢钠,溶液碱性减弱

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C.常温下,CH3COONa溶液中加水,水电离产生的c(H+)c(OH-)保持不变

D.0.1molFeCl3溶于水形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA

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1)若得到白色固体是纯净物,则通入的CO2的体积为__mL__mL(标况)。写出有关的离子方程式:____

2)将上述白色固体加水溶解,加盐酸至pH7再蒸干得白色固体质量为__g

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