【题目】四氧化三锰(Mn3O4)广泛应用于生产软磁材料、催化材料制备领域。一种以低品位锰矿(含MnCO3、Mn2O3、MnOOH及少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料生产Mn3O4的工艺流程如图:
已知:(NH4)2SO4NH3↑+NH4HSO4
回答下列问题:
(1)MnOOH中Mn的化合价为___。
(2) “溶浸”中H2O2的作用是___。
(3) “滤渣2”的主要成分有___。
(4) “母液”溶质的主要成分是___,循环利用该物质的方案是___。
(5)氧化”时,将固体加入水中,70℃水浴加热,通空气氧化,将固体全部转化为Mn3O4。Mn(OH)2生成Mn3O4的化学方程式为___。反应后溶液pH___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】+3 将+3价Mn元素还原成Mn2+ Fe(OH)3、Al(OH)3 (NH4)2SO4 加热到213~308℃分解生成氨气和NH4HSO4,分别循环到沉锰和溶浸中,或加H2SO4生成NH4HSO4循环到溶浸中 6Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O 减小
【解析】
锰矿粉(含MnCO3、Mn2O3、MnOOH及少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)加NH4HSO4、H2O2溶浸,MnCO3、Mn2O3、MnOOH转化为Mn2+,Fe2O3、Al2O3转化为Fe2+、Al3+,SiO2不溶而成滤渣1;加入Mn(OH)2调pH=5,此时Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3,成为滤渣2的成分;加入氨水沉锰,此时锰转化为Mn(OH)2、Mn2(OH)2SO4,通空气氧化,70℃水浴加热,即得Mn3O4。
(1)MnOOH中O显-2价,H显+1价,依据化合价的代数为0,可求出Mn的化合价为+3。答案为:+3;
(2) “溶浸”中,有一部分Mn由+3价降为+2价,所以H2O2的作用是将+3价Mn元素还原成Mn2+。答案为:将+3价Mn元素还原成Mn2+;
(3) 由以上分析知,“滤渣2”的主要成分有Fe(OH)3、Al(OH)3。答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4) 由以上分析知,“母液”溶质的主要成分是(NH4)2SO4,循环利用该物质的方案是加热到213~308℃分解生成氨气和NH4HSO4,分别循环到沉锰和溶浸中,或加H2SO4生成NH4HSO4循环到溶浸中。答案为:(NH4)2SO4;加热到213~308℃分解生成氨气和NH4HSO4,分别循环到沉锰和溶浸中,或加H2SO4生成NH4HSO4循环到溶浸中;
(5)氧化”时,Mn(OH)2利用70℃水浴加热,通空气氧化,生成Mn3O4,化学方程式为6Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O。Mn(OH)2呈碱性,Mn3O4难溶于水,所以反应后溶液pH减小。答案为:6Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O;减小。
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【题目】苯的结构简式可用来表示,下列关于苯的叙述中正确的是
A. 苯主要是以石油为原料而获得的一种重要化工原料
B. 苯中含有碳碳双键,所以苯属于烯烃
C. 苯分子中6个碳碳化学键完全相同
D. 苯可以与溴水、高锰酸钾溶液反应而使它们褪色
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【题目】碱性锌锰电池比普通的锌锰干电池性能优越,能提供较大的电流并连续放电,其构造如图所示。电池反应方程式为 2MnO2+Zn+2H2O=2MnO (OH)+Zn (OH)2。下列说法不正确的是
A.电池使用过程中,电解质的碱性增强
B.锌粉是该电池的负极
C.MnO2 电极的电极反应式:MnO2+eˉ+H2O=MnO(OH)+OHˉ
D.当电池使用时,OHˉ移向电池的正极
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【题目】5﹣二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体,可用于天然物质白柠檬素的合成,一种以间苯三酚为原料的合成反应如下:
甲醇、乙醚和3,5﹣二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表:
(1)反应结束后,先分离出甲醇,再加入乙醚进行萃取,①分离出甲醇的操作是的______;②萃取用到的分液漏斗使用前需__________________并洗净,分液时有机层在分液漏斗的________填(“上”或“下”)层;
(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤.用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是__,用饱和食盐水洗涤的目的是______;
(3)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是__(填字母);
a.蒸馏除去乙醚 b.重结晶 c.过滤除去干燥剂 d.加入无水CaCl2干燥
(4)固液分离常采用减压过滤.为了防止倒吸,减压过滤完成后应先________________,再______。
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【题目】瘦肉精,学名盐酸克伦特罗,该药物既不是兽药,也不是饲料添加剂,而是肾上腺类神经兴奋剂,可以增加动物的瘦肉量.减少饲料使用.使肉品提早上市,降低成本,但对人体会产生副作用,盐酸克伦特罗分子结构简式如下图。下列说法不正确的是( )
A.瘦肉精的分子式是C11H18ON2Cl2
B.物质能发生取代反应、氧化反应、加成反应和水解反应
C.1mol盐酸克伦特罗最多能与4molNaOH反应
D.盐酸克伦特罗分子中至少有7个碳原子共面
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【题目】某学习小组对人教版教材实验“在200mL烧杯中放入20g蔗糖(C12H22O11),加入适量水,搅拌均匀,然后再加入15mL质量分数为98%浓硫酸,迅速搅拌”进行如下探究;
(1)观察现象:蔗糖先变黄,再逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状黑色物质,同时闻到刺激性气味,按压此黑色物质时,感觉较硬,放在水中呈漂浮状态,同学们由上述现象推测出下列结论:
①浓硫酸具有强氧化性 ②浓硫酸具有吸水性 ③浓硫酸具有脱水性④浓硫酸具有酸性 ⑤黑色物质具有强吸附性
其中依据不充分的是_________(填序号);
(2)为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物,同学们设计了如下装置:
试回答下列问题:
①图1的A中最好选用下列装置_________(填编号);
②图1的 B装置所装试剂是_________;D装置中试剂的作用是_________;E装置中发生的现象是_________;
③图1的A装置中使蔗糖先变黑的化学反应方程式为_________,后体积膨胀的化学方程式为:_________;
④某学生按图2进行实验时,发现D瓶品红不褪色,E装置中有气体逸出,F装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,推测F装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅的原因_________,其反应的离子方程式是_________。
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【题目】合成氨是目前最有效工业固氮的方法,解决数亿人口生存问题。回答下列问题:
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的H=___ kJ·mol-1。该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为___。
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2):V(H2)=1:3时平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①500℃时,反应平衡常数Kp(30MPa)___ Kp(100MPa)。(填“<”、“=”、“>”)
②500℃、30MPa时,氢气的平衡转化率为___(保留2位有效数字),Kp=___(MPa)-2(列出计算式)。
(3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观示意如图,其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。
①阴极区生成NH3的电极方程式为___。
②下列说法正确的是___(填标号)。
A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性
B.该装置用金(Au)作催化剂目的是降低N2的键能
C.选择性透过膜可允许N2和NH3通过,防止H2O进入装置
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【题目】用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是 。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大、偏小、无影响”)
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等、不相等”),所求中和热 (填“相等、不相等”),简述理由
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 ;(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
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【题目】乙烯、苯乙烯均是重要的化工原料。
工业上可用乙苯催化脱氢方法制备苯乙烯
①已知部分化学键的键能如下:
化学键 | C-H | C-C | H-H | |
键能/(kJ/mol) | 412 | 348 | 612 | 436 |
则+H2(g)的________kJ/mol。
②实际生产中常在恒压条件下掺入高温水蒸气作为反应体系的稀释剂水蒸气不参加反应。在一定压强、900 K的条件下,乙苯的平衡转化率随着的增大而________填“增大”“减小”或“不变”。随着反应的进行,少量积碳会使催化剂活性减弱,水蒸气还有利于恢复催化剂活性,原因是____________用化学方程式表示。
苯乙烯可由乙苯和催化脱氢制得。其反应历程如下:
乙苯平衡转化率与的关系如图所示,当P(CO2)< 15 kPa时,乙苯平衡转化率随着增大而增大,其原因是__________,当P(CO2)> 15 kPa时,乙苯平衡转化率随着增大反而减小,其原因是____________。
研究表明金属次卟啉二甲酯能够顺利地选择性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛,以该反应原理设计成酸性燃料电池,则电池负极的电极反应式为 ________。若该电池消耗标准状况下22.4L的,则外电路中理论上转移电子的物质的量为________。
(4)上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢的反应历程如下图所示:
则____________,催化乙烯加氢效果较好的催化剂是________(选填“”或“”)。
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