【题目】锰及其化合物在工农业生产和科技领域具有广泛的应用。
Ⅰ.溶液中的Mn2+可被酸性(NH4)2S2O8溶液氧化为MnO4-,该方法可用于检验Mn2+。
(1)用酸性(NH4)2S2O8溶液检验Mn2+时的实验现象为________________________。
(2)该反应的离子方程式为_____________________。
(3)(NH4)2S2O8可视为由两分子琉酸缩合所得,若硫酸的结构简式为,则H2S2O8的结构简式为 ________________。
Ⅱ.实验室用含锰废料(主要成分为MnO2,还含有少量Al2O3、MgO、SiO2)为原料制备Mn的工艺流程如下图所示。
已知:①部分难溶物的溶度积常数如下表所示。
难溶物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 | Mn(OH)2 |
溶度积常数 | 4.0×10-38 | 1.0×10-33 | 1.8×10-11 | 1.8×10-13 |
②当溶液中离子浓度≤1.0×10-5mol L-1时,可认为该离子沉淀完全。
(1)“酸浸”时,MnO2将Fe氧化为Fe3+,该反应的离子方程式为________________________;该过程中浸出时间和液固比对锰浸出率的影响分别如下图所示。
则适宜的浸出时间和液固比分别为____________、____________。
(2)若“酸浸”后所得滤液中c(Mn2+)=0.18molL-1,则应“调pH”的范围为________________________。
(3)“煅烧”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。“还原”时发生的置换反应在化学上又叫作__________。
【答案】溶液由无色变为紫红色 5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+ 3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O 60min 3:1 ≤pH<8 1:2 铝热反应
【解析】
Ⅱ.用硫酸浸取中,只有SiO2不与硫酸反应,滤渣中有SiO2。根据后面的流程中中间产物为MnCO3,则Fe的作用就是为了将锰的化合价从+4还原到+2,滤渣1中还包括了过量的铁粉。调节pH沉淀铁离子和铝离子,加入NaF沉淀镁离子,加入碳酸氢铵沉淀锰,生成碳酸锰,在空气中煅烧被氧气氧化为MnO2,经过铝热反应得到锰单质。
Ⅰ.(1)溶液中的Mn2+转化为MnO4-时的实验现象为溶液由无色变为紫红色。答案为溶液由无色变为紫红色;
(2)Mn2+被酸性(NH4)2S2O8溶液氧化为MnO4-,还原产物应为SO42-,反应的离子方程式为5S2O82-+2Mn2+ +8H2O==2MnO4-+10SO42-+16H+。答案为5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;
(3)H2S2O8可视为由两分子硫酸缩合所得,硫酸的结构简式为,则H2S2O8的结构简式为。答案为;
Ⅱ.(1)由题中信息可知,“酸浸”时,MnO2在酸性介质中将Fe氧化为Fe3+,本身被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为 3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O;由图甲可知,适宜的浸出时间为60min,由图乙可知,适宜的液同比为3:1。答案为3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O 60min 3:1;
(2)由流程图中信息知,“调pH”的目的是使Fe3+和A13+沉淀完全,而Mn2+不沉淀,根据Ksp[A1(OH)3]= 1.0×10-33,,Ksp[Fe(OH)3] = 4.0×10-38可知,Al3+沉淀完全时Fe3+已沉淀完全,Al(OH)3恰好完全沉淀时的pH为-lg,Mn2+开始沉淀时的pH为-lg=8,则“调pH”的范围为≤pH<8。答案为≤pH<8;
(3)根据信息知,“煅烧”时,空气中的O2将MnCO3氧 化为MnO2,根据得失电子守恒可得关系式O2 2MnCO3,即氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。“还原”时发生铝粉与高熔点金属氧化物的反应,又称铝热反应。答案为1:2 铝热反应。
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【题目】化合物I是一种抗脑缺血药物,合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)化合物E的结构简式____________________;I中官能团的名称_____________。
(2)A的系统名称__________________________;
(3)H→I的反应方程式______________________________。
(4)A→B、E→F的反应类型分别是______________反应;_____________反应。
(5)写出A发生加聚反应的反应方程式___________________________________。
(6)G的同分异构体有多种,写出符合下列条件的G的所有同分异构体的结构简式_________________。
①遇FeCl3溶液发生显色反应;②核磁共振氢谱有4组峰
(7)a,a-二甲基苄醇是合成医药、农药的中间体,以苯和2-氯丙烷为起始原料制备a,a-二甲基苄醇的合成路线如下:
该路线中试剂与条件1为____________;X的结构简式为___________,Y的结构简式为____________;试剂与条件2为____________。
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【题目】以软锰矿(主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)为原料制备硫酸锰晶体的工艺流程如下:
(1)滤渣中存在一种非金属单质,则酸浸过程中的化学方程式为_________________________________。
(2)实验室常用氧化还原法测定MnSO4·H2O晶体的纯度,原理如下:2Mn2++NO3-+4PO43-+2H+===2[Mn(PO4)2]3-+NO2-+H2O NH4++NO2-===N2↑+2H2O [Mn(PO4)2]3-+Fe2+===Mn2++[Fe(PO4)2]3-;称取MnSO4·H2O样品1.000 0 g,溶于适量水,以磷酸作配位剂,加入过量硝酸铵,在220~240 ℃下充分反应。然后以N—苯代邻氨基苯甲酸作指示剂,用0.100 0 mol·L-1硫酸亚铁铵标准溶液滴定生成的[Mn(PO4)2]3-至终点。重复操作3次,记录数据如下表:
滴定次数 | 标准液读数mL | |
滴定前 | 滴定后 | |
1 | 0.10 | 20.20 |
2 | 1.32 | 21.32 |
3 | 1.05 | 20.95 |
①已知:Fe2++NO2-+2H+===Fe3++NO↑+H2O。
测定过程中,硝酸铵的作用是____________________和____________________。
②若滴定过程中标准溶液硫酸亚铁铵不是新配置的,所测定的MnSO4·H2O晶体的纯度将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
③计算样品中MnSO4·H2O的质量分数(写出计算过程)__________________。
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【题目】工业上以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),含有MgO、SiO2 等杂质]为原料,制备金属钛和铁红的工艺流程如下:已知:①酸溶时,FeTiO3转化为Fe2+和TiO2+;②本实验温度下,Ksp[Mg(OH)2]= 1.0×10-11;请回答下列问题:
(1)FeTiO3中Ti元素的化合价为_______价。铁红的用途为________________(任写一种)。
(2)“水解”中,发生反应的离子方程式为____________________________________________。
(3)“沉铁”中,气态产物的电子式为_________;该过程需控制反应温度低于35℃,原因为_____________。
(4)FeCO3转化为铁红时,发生反应的化学方程式为________________________________________。
(5)滤液3可用于制备Mg(OH)2。若滤液3 中c(Mg2+)=1.2×10-4 mol·L-1,向其中加入等浓度等体积的NaOH溶液时,通过计算说明有无沉淀生成______________________________(溶液体积近似叠加)。
(6)电解生产钛时用TiO2和石墨做电极,电解质为熔融的CaO,则阴极反应式为__________________。
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【题目】下列对文中描述内容的相关解释正确的是( )
选项 | 描述 | 解铎 |
A | 丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂 | 两个反应互为可逆反应 |
B | 凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙粘土而为之 | 其中“瓦”的主要成分为硅酸盐 |
C | 硝石(KNO3)如握盐雪不冰,强烧之,紫青烟起 | 产生“紫青烟”的原因为KNO3分解 |
D | 其法用浓酒精和槽入瓶,蒸令气上,用器承滴露 | 其中涉及的操作方法为蒸发浓缩 |
A. AB. BC. CD. D
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【题目】实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。
下列说法不正确的是( )
A. 水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B. 将浓硫酸、浓硝酸和苯混合时,应向浓硝酸中加人浓硫酸,待冷却至室温后,将所得混合物加入苯中
C. 实验过程中发现仪器b中未加入碎瓷片,可冷却后补加
D. 反应完全后,可用仪器a、b蒸馏得到产品
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【题目】某温度下,质量为95 g的氯化镁溶解在0.2 L水中(水的密度近似为1 g/mL)恰好得到氯化镁的饱和溶液,所得溶液的密度为ρ g/mL,物质的量浓度为c mol/L,溶解度为s,NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列叙述中正确的是( )
A. 所得溶液中含有NA个氯化镁分子
B. 所得溶液的物质的量浓度为5 mol/L
C. 所得溶液的溶解度可表示为9500 c/(1000ρ-95c)
D. 所得溶液的质量分数可表示为95 ρ/(1000c)
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【题目】某新型药物H()是一种可用于治疗肿瘤的药物,其合成路线如图所示:
已知:
(1)E的分子式为C9H8O2,能使溴的四氯化碳溶液褪色;
(2)RCOOH ;
(3)+R1NH2 +HBr。(以上R,R1均为烃基)
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________;E的官能团的名称为___________。
(2)①的反应类型是________;④的反应条件是__________。
(3)写出C→D的化学方程式:______________________。
(4)写出F+G→H的化学方程式:_________________________________________。
(5)E有多种同分异构体,同时满足下列条件的E的同分异构体有____(考虑顺反异构)种。
i.能发生银镜反应;
ii.能发生水解反应;
iii.分子中含的环只有苯环。
(6)参照H的上述合成路线,设计一条由乙醛和NH2CH(CH3)2为起始原料制备医药中间体CH3CONHCH(CH3)2的合成路线__________________________________。
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