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【题目】软锰矿的主要成分为MnO2 , 含少量Al2O3和SiO2。闪锌矿主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn,其简化流程如下(中间产物的固体部分已经略去)。

已知: Ⅰ.矿石中所有金属元素在滤液A中均以离子形式存在。
Ⅱ.各种金属离子完全沉淀的pH如下表:

Zn2+

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

pH

8.0

10.1

9.0

3.2

4.7

回答下列问题:
(1)步骤①中为了加快硫酸的浸取速率,可采用的方法是(任写一种)。①中发生多个反应,其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式
(2)步骤②加入金属锌是为了回收金属,回收金属的主要成分是
(3)步骤③中MnO2的作用是 ,另外一种物质X可以是
A.ZnO B.MgCO3 C. MnCO3 D.Cu(OH)2
(4)MnO2与Li构成LiMnO2 , 它可作为某锂离子电池的正极材料,电池反应方程式为: Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C,写出该锂离子电池的正极电极反应式
(5)已知:HCN的电离常数K=4.9×10-10 , H2S的电离常数K1=1.3×10―7K2=7.0×10―15 , 向NaCN溶液中通入少量的H2S气体,反应的离子方程式为。在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去,向含有0.020 mol·L-1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体,调节溶液的pH=a,当HS浓度为1.0×10―4 mol·L-1时,Mn2+开始沉淀,则a=。[已知:Ksp(MnS)=1.4×10―15]

【答案】
(1)将矿石粉碎、加热、搅拌等;3MnO2+2FeS+6H2SO4 =Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O
(2)Cu、Cd
(3)能氧化还原性离子亚铁离子,然后将铁离子除去;AC
(4)Li1xMnO2+xLi++xe=LiMnO2
(5)CN+H2S=HCN+HS;5
【解析】(1)步骤①中通常通过将固体粉碎、加热、搅拌等方法,来加快硫酸的浸取速率;①中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色S物质析出,溶液变为棕黄色,说明有Fe3+生成,发生反应的化学方程式为3MnO2+2FeS+6H2SO4 =Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O;
(2)根据流程图中反应前后离子变化确定回收金属成分为Cu、Cd;
(3)二氧化锰具有氧化性,能氧化还原性离子亚铁离子,然后将铁离子除去;X能和氢离子反应而调节溶液的pH,且不能引进新的杂质,符合条件的有ZnO和MnCO3 , 一水合氨和NaOH虽然能调节溶液的pH但引进新的杂质,故答案为AC;
(4)锂离子电池的正极发生还原反应,根据电池反应Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C,可知正极电极反应式为Li1xMnO2+xLi++xe=LiMnO2
(5)根据HCN的电离常数K=4.9×1010 , H2S的电离常数K1=1.3×10―7K2=7.0×10―15 , 可知酸性强弱顺序为HS-<HCN<H2S,则向NaCN溶液中通入少量的H2S气体,反应的离子方程式为CN+H2S=HCN+HS;当含有0.020 mol·L―1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体,Mn2+开始沉淀时Ksp(MnS)=c(S2-)×c(Mn2+)=1.4×10―15 , c(S2-)=7×10―14 , 此时溶液中HS浓度为1.0×10―4 mol·L―1K2=7.0×10―15=[c(S2-)×c(H+)]÷c(HS-),解得c(H+)=1.0×10―5 , 此时溶液pH=5。故答案为:(1)将矿石粉碎、加热、搅拌等;3MnO2+2FeS+6H2SO4 =Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O;(2)Cu、Cd;(3)能氧化还原性离子亚铁离子,然后将铁离子除去;AC;(4)Li1xMnO2+xLi++xe=LiMnO2;(5)CN+H2S=HCN+HS;5;
软锰矿、闪锌矿和稀硫酸混合,发生的反应有MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O、MnO2+FeS+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+S↓+2H2O、MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+CuSO4+S↓+2H2O、MnO2+CdS+2H2SO4=MnSO4+CdSO4+S↓+2H2O、Al2O3+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2O,二氧化硅不溶于稀硫酸,然后过滤,滤液中含有MnSO4、FeSO4、CuSO4、CdSO4、Al2(SO4)3 , 向滤液中加入Zn,Zn能还原Cu2+、Cd2+得到Cu、Cd,过滤向滤液中加入二氧化锰和X,二氧化锰具有氧化性,能氧化还原性离子Fe2+ , X能使溶液中铁离子、铝离子反应生成沉淀,则X能和氢离子反应且不能引进新的杂质;电解硫酸锌和硫酸锰溶液得到Zn、MnO2和稀硫酸;

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Fe3+

Fe2+

Zn2+

开始沉淀的pH

1.1

5.8

5.9

沉淀完全的pH

3.0

8.8

8.9

请回答下列问题:
(1)加入ZnO调节pH=a的目的是 , a的范围是
(2)由不溶物E生成溶液D的化学方程式为
(3)滤液A中加入H2O2反应的离子方程式为
(4)由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是
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化学反应

平衡常数

温度℃

500

800

①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)

K1

2.5

0.15

②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)

K2

1.0

2.50

③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)

K3


(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=(用K1、K2表示)。500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O (g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15, 则此时 V V(填“ > ”、“=”或“<”)。
(2)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)-反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是

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(4)(Ⅱ)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。
①常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系
②称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解配成250 mL 溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞试液,滴加0.25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。第二份溶液滴加0.10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全。则原试样中H2C2O4·2H2O的的质量分数为

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A.0.0015 g·cm3
B.0.0012 g·cm3
C.0.0024 g·cm3
D.0.002 g·cm3

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【题目】常温下,用0.1000 mol·L1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L1CH3COOH溶液所得滴定曲线如下图。下列说法正确的是(  )

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c(CH3COO)+c(OH)=c(CH3COOH)+c(H)
B.点②所示溶液中:
c(Na)=c(CH3COOH)+c(CH3COO)
C.点③所示溶液中:
c(Na)>c(OH)>c(CH3COO)>c(H)
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c(CH3COOH)>c(CH3COO)>c(H)>c(Na)>c(OH)

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(1)写出A装置中发生反应的化学方程式:
(2)C装置能不能与D装置互换?(填“能”或“不能”),理由是
(3)当B装置中反应完全后,读取F中水的体积,实验操作顺序为(填序号)。
①读数 ②冷却至室温 ③调平E、F装置中液面
(4)测定数据如下:

仪器

C

D

实验前

101.0 g

56.0 g

实验后

106.4 g

69.2 g

经测定,收集到的气体折合成标准状况下的体积为6.72 L。
①利用上述实验数据,通过计算可知三聚氰胺的实验式为
②三聚氰胺的分子式为
③若装置中没有铜网,则对测定结果的影响是
(5)已知氰酸(HCN)的结构简式为H—C≡N,氰胺的结构简式为H2N—C≡N,三聚氰胺分子中每个原子的最外层电子数均为8或2,则其结构简式为

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