(9分)某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰,流程如下:
阴离子膜法电解装置如下图所示:
(1)写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式: 。
(2)已知Ksp (Fe(OH)3) =" 4" ´10–38,假设溶液中Fe3+离子浓度为0.1 mol·L–1,则开始生成Fe(OH)3沉淀的pH是_________,沉淀完全的pH是_________。(可能用到的数据:lg= -0.1 lg=0.2)
(3)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:
离子 | Fe3+ | A13+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 1.2 | 3.7 | 7.0 | 7.8 | 9.3 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 4.7 | 9.6 | 9.8 | 10.8 |
(9分)
(1)MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O
(2)1.9 3.2
(3)Al(OH)3、Fe(OH)3 Mn2+、Mg2+、NH4+
(4)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
(5)负极 4OH--4e-=O2↑+2H2O
(6)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
解析试题分析:(1)硫酸为可溶性强电解质可拆,碳酸锰难溶于水,不可拆,所以反应的离子方程式:MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O
(2)由Ksp (Fe(OH)3) =" 4" ´10–38=c(Fe3+)c3(OH-)可知:c3(OH-)="4" ´10–37,又因为c(H+)="Kw/" c3(OH-),pH="-" lg c(H+)。所以开始生成Fe(OH)3沉淀的pH是1.9。残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol?L-1时就认为沉淀完全,同理可得沉淀完全的pH是3.2
(3)加氨水调节溶液的pH等于6,Fe3+ A13+沉淀完全,则“滤渣(待处理)”的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3,Fe2+被双氧水完全氧化成Fe3+,滤液中含有的阳离子有H+、Mn2+、Mg2+。
(4)MnO2在酸性条件下被Fe2+还原成了Mn2+,所以在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在,用离子方程式解释原因为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
(5)电解过程中溶液中阴离子向阳极移动,所以电解池中左边为阴极,与电池的负极相连,右边为阳极,与电池的正极相连。阳极失电子,阳极为惰性电极时,溶液的阴离子失电子。S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-,所以阳极的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O。
(6)Mn2+进入阳极区会失电子生成MnO2所以该副反应的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
考点:原电池和电解池原理
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)有下列物质 ①Cu;②液态SO2;③CH3COOH;④NaHCO3;⑤H2O;⑥熔融NaCl;⑦BaSO4 属于弱电解质的是 (填序号)
(2)常温下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中Na+、HCO3―、CO32―、OH―四种微粒的浓度由大到小的顺序为: 。NaHCO3水解的离子方程式 。
(3)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 | HA物质的量浓度(mol·L-1) | NaOH物质的量浓度(mol·L-1) | 混合溶液 的pH |
a | 0.1 | 0.1 | pH=9 |
b | c | 0.2 | pH=7 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是 (写化学式),操作I的名称 。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。③中X试剂为 。
(3)⑤的离子方程式为 。
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
钒沉淀率% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.8 | 96.4 | 93.1 | 89.3 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)①pH= a的CH3COOH溶液稀释100倍后所得溶液pH a +2(填“>”或“<”)
②0.01mol/LCH3COOH溶液的pH 2(填“>”或“<”);
③0.1mol/LCH3COONa溶液的pH 7(填“>”或“<”);
(2)某固体是由Na2CO3、NaOH、MgCl2、AlCl3、BaCl2、Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4中的两种混合而成。取该固体溶于水得到无色澄清溶液,向该溶液中加入稀硫酸,有白色沉淀生成,继续加入稀硫酸,沉淀又完全消失,且整个过程中无气体产生。则 原固体中含有物质有 和 。(写化学式)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
结合下表回答下列问题:
物 质 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 |
溶度积/25℃ | 8.0×10-16 | 2.2×10-20 | 4.0×10-38 |
完全沉淀时的pH范围 | ≥9.6 | ≥6.4 | 3~4 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
已知MOH为一元弱碱,25℃时,电离常数Kb= 1×10- 6mol·L-1,
(1)25℃时,将0.2 mol·L-1 HCl溶液与0.2 mol·L-1 MOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=6,此时混合溶液中由水电离出的c(H+)=Amol·L-1,若0.2 mol/L HCl溶液中由水电离出的c(H+)=Bmol·L-1,则:
①比较A B。(填“>”、“<”或“=”)
②根据电荷守恒,计算混合溶液中c(Cl-)-c(M+)=______ mol·L-1。 (精确计算,填具体数字)
(2)25℃时,0.01 mol·L-1MOH溶液的 pH=10,将其与等体积 pH = 4的盐酸溶液混合,则混合溶液的pH 7(填“>”、“<”或“=”),试求此时溶液中M Cl的水解平衡常数Kh= mol/L
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
常温下,将a mL 三种一元酸分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下:
组别 | c(一元酸) | c(NaOH) /mol/L | 混合溶液的pH |
甲 | c(HX)=0.1 mol/L | 0.1 | pH = x |
乙 | c(HY)=0.1mol/L | 0.1 | pH = 7 |
丙 | c(HZ)=0.1 mol/L | 0.1 | pH = 9 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
甲、乙两同学拟用实验确定某酸HA是弱电解质。他们的方案分别是:
甲:①称取一定质量的HA配制0.1 mol/L的溶液100 mL;
②用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各100 mL;
②分别取这两种溶液各10 mL,加水稀释为100 mL;
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
(1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是 。
(2)甲方案中,说明HA是弱电质的理由是测得溶液的pH 1(选填“>”、“<”或“=”)。简要说明pH试纸的使用方法: 。
(3)乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是
。
(4)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),并作简明扼要表述: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
有pH为13的Ba(OH)2、NaOH的混合溶液100 mL,从中取出25 mL用0.025 mol/L H2SO4滴定,当滴至沉淀不再增加时,所消耗的酸的体积是滴定至终点所耗酸体积的一半。求:原混合溶液中Ba(OH)2的物质的量浓度
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