【題目】軟錳礦的主要成分為MnO2 , 含少量Al2O3和SiO2。閃鋅礦主要成分為ZnS,含少量FeS、CuS、CdS雜質(zhì),F(xiàn)以軟錳礦和閃鋅礦為原料制備MnO2和Zn,其簡(jiǎn)化流程如下(中間產(chǎn)物的固體部分已經(jīng)略去)。

已知: Ⅰ.礦石中所有金屬元素在濾液A中均以離子形式存在。
Ⅱ.各種金屬離子完全沉淀的pH如下表:

Zn2+

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

pH

8.0

10.1

9.0

3.2

4.7

回答下列問(wèn)題:
(1)步驟①中為了加快硫酸的浸取速率,可采用的方法是(任寫一種)。①中發(fā)生多個(gè)反應(yīng),其中MnO2、FeS與硫酸共熱時(shí)有淡黃色物質(zhì)析出,溶液變?yōu)樽攸S色,寫出MnO2、FeS與硫酸共熱發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)步驟②加入金屬鋅是為了回收金屬,回收金屬的主要成分是。
(3)步驟③中MnO2的作用是 ,另外一種物質(zhì)X可以是 。
A.ZnO B.MgCO3 C. MnCO3 D.Cu(OH)2
(4)MnO2與Li構(gòu)成LiMnO2 , 它可作為某鋰離子電池的正極材料,電池反應(yīng)方程式為: Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C,寫出該鋰離子電池的正極電極反應(yīng)式。
(5)已知:HCN的電離常數(shù)K=4.9×10-10 , H2S的電離常數(shù)K1=1.3×10―7 , K2=7.0×10―15 , 向NaCN溶液中通入少量的H2S氣體,反應(yīng)的離子方程式為。在廢水處理領(lǐng)域中常用H2S將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnS除去,向含有0.020 mol·L-1Mn2+廢水中通入一定量的H2S氣體,調(diào)節(jié)溶液的pH=a,當(dāng)HS濃度為1.0×10―4 mol·L-1時(shí),Mn2+開始沉淀,則a=。[已知:Ksp(MnS)=1.4×10―15]

【答案】
(1)將礦石粉碎、加熱、攪拌等;3MnO2+2FeS+6H2SO4 =Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O
(2)Cu、Cd
(3)能氧化還原性離子亞鐵離子,然后將鐵離子除去;AC
(4)Li1xMnO2+xLi++xe=LiMnO2
(5)CN+H2S=HCN+HS;5
【解析】(1)步驟①中通常通過(guò)將固體粉碎、加熱、攪拌等方法,來(lái)加快硫酸的浸取速率;①中MnO2、FeS與硫酸共熱時(shí)有淡黃色S物質(zhì)析出,溶液變?yōu)樽攸S色,說(shuō)明有Fe3+生成,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3MnO2+2FeS+6H2SO4 =Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O;
(2)根據(jù)流程圖中反應(yīng)前后離子變化確定回收金屬成分為Cu、Cd;
(3)二氧化錳具有氧化性,能氧化還原性離子亞鐵離子,然后將鐵離子除去;X能和氫離子反應(yīng)而調(diào)節(jié)溶液的pH,且不能引進(jìn)新的雜質(zhì),符合條件的有ZnO和MnCO3 , 一水合氨和NaOH雖然能調(diào)節(jié)溶液的pH但引進(jìn)新的雜質(zhì),故答案為AC;
(4)鋰離子電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)電池反應(yīng)Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C,可知正極電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1xMnO2+xLi++xe=LiMnO2
(5)根據(jù)HCN的電離常數(shù)K=4.9×1010 , H2S的電離常數(shù)K1=1.3×10―7 , K2=7.0×10―15 , 可知酸性強(qiáng)弱順序?yàn)镠S-<HCN<H2S,則向NaCN溶液中通入少量的H2S氣體,反應(yīng)的離子方程式為CN+H2S=HCN+HS;當(dāng)含有0.020 mol·L―1Mn2+廢水中通入一定量的H2S氣體,Mn2+開始沉淀時(shí)Ksp(MnS)=c(S2-)×c(Mn2+)=1.4×10―15 , c(S2-)=7×10―14 , 此時(shí)溶液中HS濃度為1.0×10―4 mol·L―1 , K2=7.0×10―15=[c(S2-)×c(H+)]÷c(HS-),解得c(H+)=1.0×10―5 , 此時(shí)溶液pH=5。故答案為:(1)將礦石粉碎、加熱、攪拌等;3MnO2+2FeS+6H2SO4 =Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O;(2)Cu、Cd;(3)能氧化還原性離子亞鐵離子,然后將鐵離子除去;AC;(4)Li1xMnO2+xLi++xe=LiMnO2;(5)CN+H2S=HCN+HS;5;
軟錳礦、閃鋅礦和稀硫酸混合,發(fā)生的反應(yīng)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,然后過(guò)濾,濾液中含有MnSO4、FeSO4、CuSO4、CdSO4、Al2(SO4)3 , 向?yàn)V液中加入Zn,Zn能還原Cu2+、Cd2+得到Cu、Cd,過(guò)濾向?yàn)V液中加入二氧化錳和X,二氧化錳具有氧化性,能氧化還原性離子Fe2+ , X能使溶液中鐵離子、鋁離子反應(yīng)生成沉淀,則X能和氫離子反應(yīng)且不能引進(jìn)新的雜質(zhì);電解硫酸鋅和硫酸錳溶液得到Zn、MnO2和稀硫酸;

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境.實(shí)驗(yàn)室利用廢舊黃銅(Cu、Zn合金,含少量雜質(zhì)Fe)制備膽礬晶體(CuSO45H2O)及副產(chǎn)物ZnO.制備流程圖如下:
已知:Zn及化合物的性質(zhì)與Al及化合物的性質(zhì)相似,pH>11時(shí)Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0molL1計(jì)算).

Fe3+

Fe2+

Zn2+

開始沉淀的pH

1.1

5.8

5.9

沉淀完全的pH

3.0

8.8

8.9

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)加入ZnO調(diào)節(jié)pH=a的目的是 , a的范圍是
(2)由不溶物E生成溶液D的化學(xué)方程式為
(3)濾液A中加入H2O2反應(yīng)的離子方程式為
(4)由溶液D制膽礬晶體包含的主要操作步驟是
(5)下列試劑可作為Y試劑的是 . A.ZnO B.NaOH C.Na2CO3D.ZnSO4
若在濾液C中逐滴加入鹽酸直到過(guò)量,則產(chǎn)生的現(xiàn)象是

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯(cuò)誤的是( )

A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(Ⅰ)甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示:

化學(xué)反應(yīng)

平衡常數(shù)

溫度℃

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)據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系,則K3=(用K1、K2表示)。500℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O (g)的濃度(mol/L)分別為0.8、0.1、0.3、0.15, 則此時(shí) V V(填“ > ”、“=”或“<”)。
(2)在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②,已知c(CO)-反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅰ如圖所示,若在t0時(shí)刻分別改變一個(gè)條件,曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅱ時(shí),改變的條件是。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍Ⅲ時(shí),改變的條件是。

(3)一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。通常狀況下, 將a mol/L的醋酸與b mol/LBa(OH)2溶液等體積混合,反應(yīng)平衡時(shí),2c(Ba2)= c(CH3COO),用含a和b的代數(shù)式表示該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)為。
(4)(Ⅱ)已知草酸是一種二元弱酸,草酸氫鈉(NaHC2O4)溶液顯酸性。
①常溫下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液時(shí),比較溶液中各種離子濃度的大小關(guān)系
②稱取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的試樣,加水溶解配成250 mL 溶液。量取兩份此溶液各25 mL,分別置于兩個(gè)錐形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞試液,滴加0.25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL時(shí),溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色。第二份溶液滴加0.10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL時(shí)反應(yīng)完全。則原試樣中H2C2O4·2H2O的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】人的血液里Ca2的濃度一般采用g·cm3表示,今抽一血樣20.00 mL加入適量的草酸銨[(NH4)2C2O4]溶液,可析出CaC2O4沉淀,將沉淀冼凈后溶于強(qiáng)酸可得草酸,再用濃度為0.02 mol·L1的KMnO4溶液滴定。當(dāng)觀察到溶液紫色褪盡時(shí),共消耗12.00 mL KMnO4溶液。則該血液樣品中Ca2的濃度為(  )
A.0.0015 g·cm3
B.0.0012 g·cm3
C.0.0024 g·cm3
D.0.002 g·cm3

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列液體中,不會(huì)出現(xiàn)丁達(dá)爾現(xiàn)象的分散系是(

①雞蛋清溶液 ②水 ③淀粉溶液 ④蔗糖溶液 Fe(OH)3膠體 ⑥肥皂水.

A.②④B.③④C.②④⑥D.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列敘述中正確的是( )

A.1mol H2O的質(zhì)量是18g·mol-1B.CH4的摩爾質(zhì)量為16g

C.3.01×1023個(gè)SO2分子的質(zhì)量為32D.標(biāo)況下1mol乙醇的體積為22.4 L

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】常溫下,用0.1000 mol·L1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L1CH3COOH溶液所得滴定曲線如下圖。下列說(shuō)法正確的是(  )

A.點(diǎn)①所示溶液中:
c(CH3COO)+c(OH)=c(CH3COOH)+c(H)
B.點(diǎn)②所示溶液中:
c(Na)=c(CH3COOH)+c(CH3COO)
C.點(diǎn)③所示溶液中:
c(Na)>c(OH)>c(CH3COO)>c(H)
D.滴定過(guò)程中可能出現(xiàn):
c(CH3COOH)>c(CH3COO)>c(H)>c(Na)>c(OH)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)為了測(cè)定三聚氰胺的分子式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。他查閱資料得知:三聚氰胺的相對(duì)分子質(zhì)量為126,三聚氰胺在常溫下為晶體,在加熱條件下能與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳、氮?dú)夂退,F(xiàn)有12.6 g三聚氰胺晶體按下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)(假設(shè)三聚氰胺完全轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物)。

(1)寫出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(2)C裝置能不能與D裝置互換?(填“能”或“不能”),理由是。
(3)當(dāng)B裝置中反應(yīng)完全后,讀取F中水的體積,實(shí)驗(yàn)操作順序?yàn)?/span>(填序號(hào))。
①讀數(shù) ②冷卻至室溫、壅{(diào)平E、F裝置中液面
(4)測(cè)定數(shù)據(jù)如下:

儀器

C

D

實(shí)驗(yàn)前

101.0 g

56.0 g

實(shí)驗(yàn)后

106.4 g

69.2 g

經(jīng)測(cè)定,收集到的氣體折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72 L。
①利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)計(jì)算可知三聚氰胺的實(shí)驗(yàn)式為。
②三聚氰胺的分子式為
③若裝置中沒(méi)有銅網(wǎng),則對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是。
(5)已知氰酸(HCN)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H—C≡N,氰胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2N—C≡N,三聚氰胺分子中每個(gè)原子的最外層電子數(shù)均為8或2,則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案