【題目】利用軟錳礦(主要成分為 MnO2,含有雜質(zhì) SiO2、Fe2O3)和高品質(zhì)硫錳礦(主要成 分為 MnS)制取 KMnO4 的一種工藝流程如下圖所示。
請(qǐng)回答下列問題:
(1) “酸浸”工序中,MnO2和 MnS中的 Mn元素轉(zhuǎn)化成 MnSO4,同時(shí)生成 S 單質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。
(2)為了提高“酸浸”效率,下列方法可行的是_______________________。
A. 將軟錳礦和硫錳礦礦石研磨成礦粉 B. 適當(dāng)提高體系的溫度
C. 使用濃鹽酸代替稀硫酸進(jìn)行酸浸 D. 使用攪拌器對(duì)混合物進(jìn)行攪拌
(3)將“濾液Ⅰ”進(jìn)行處理后,在溫度為 50℃,pH 為 6.4~6.8 的電解槽中持續(xù)電解,可使 NaClO3復(fù)原,同時(shí)獲得的副產(chǎn)物是 H2,則陽極的電極反應(yīng)式為______________________________。
(4) “歧化”時(shí),生成物為 K2CO3、KMnO4 和 MnO2。可通過過濾操作分離出 MnO2,并將其循環(huán) 到___________工序,以提高原料利用率。然后通過蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、低 溫 烘 干 操 作 獲 得 KMnO4 固體 , 洗 滌 時(shí) 應(yīng) 使 用 75% 乙 醇 溶 液 對(duì) 固 體 進(jìn) 行 沖 洗 , 其 優(yōu) 點(diǎn)是___________________________。
【答案】MnO2+MnS+4H+=2Mn2++S↓+2H2O ABD Cl-+3H2O-6e-= ClO3-+6H+ “酸浸”或“熔融” 降低KMnO4的溶解度以減少溶解損失,且低溫烘干時(shí)乙醇更容易揮發(fā)
【解析】
(1) “酸浸”時(shí),MnS和MnO2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成二價(jià)錳和硫單質(zhì),發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),氧化鐵溶解后,被還原成二價(jià)鐵;
(2)提高“酸浸”效率,就是提高反應(yīng)速率;
(3)加入氯酸鈉后,氯元素被還原為-1價(jià),同時(shí)Mn2+被氧化成MnO2,少量Fe2+被氧化成Fe3+隨濾液Ⅰ除去,而MnO2在“熔融”階段被氧化成K2MnO4,濾液Ⅰ中陰離子有Cl-、SO42-、OH-,Cl-在陽極放電;
(4) “歧化”產(chǎn)物中有KMnO4 和 MnO2,應(yīng)為K2MnO4歧化,據(jù)此分析解答。
(1) MnO2中Mn元素被還原,MnS中S元素被氧化,結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可得該反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+MnS+4H+=2Mn2++S↓+2H2O,故答案為:MnO2+MnS+4H+=2Mn2++S↓+2H2O;
(2)A.將軟錳礦和硫錳礦礦石研磨成礦粉,可以增大與酸接觸面積,加快反應(yīng)速率,從而提高效率,A正確;
B.適當(dāng)提高體系的溫度,可以加快反應(yīng)速率,從而提高效率,B正確;
C.濃HCl有還原性,和MnO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生有毒的氯氣,不可使用濃鹽酸代替稀硫酸進(jìn)行酸浸,C錯(cuò)誤;
D.使用攪拌器對(duì)混合物進(jìn)行攪拌,可以增大固體與酸接觸面積,加快反應(yīng)速率,從而提高效率,D正確;
綜上所述,答案為:ABD;
(3) Cl-在陽極放電,被氧化成ClO3-,陽極反應(yīng)為:Cl-+3H2O-6e-= ClO3-+6H+,故答案為:Cl-+3H2O-6e-= ClO3-+6H+;
(4)從流程及分析來看,MnO2可循環(huán)用在“酸浸”或“熔融”兩步,比起用水沖洗而言,用乙醇沖洗產(chǎn)品,一方面可降低 KMnO4的溶解度以減少溶解損失,另一方面低溫烘干時(shí)乙醇更容易揮發(fā)而除去,故答案為:“酸浸”或“熔融”;降低 KMnO4的溶解度以減少溶解損失,且低溫烘干時(shí)乙醇更容易揮發(fā)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有含有少量NaCl、Na2SO4、Na2CO3等雜質(zhì)的NaNO3溶液,選擇適當(dāng)?shù)脑噭┏ルs質(zhì),得到純凈的NaNO3固體,實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
(1)沉淀A的主要成分是___、___(填化學(xué)式)。
(2)③中加入過量的Na2CO3溶液的目的是___。
(3)溶液3經(jīng)過處理可以得到NaNO3固體,溶液3中肯定含有的雜質(zhì)是___,為了除去雜質(zhì),可向溶液3中加入適量的____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】汞陰極法電解飽和食鹽水制取 NaOH 的原理如下圖所示。下列說法正確的是
A.電解室中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
B.解汞室中反應(yīng)的離子方程式為 2Na+2H+=2Na++H2↑
C.該方法的缺點(diǎn)是揮發(fā)出的汞蒸氣會(huì)造成環(huán)境污染
D.電解室與解汞室產(chǎn)生的氣體可用于制取鹽酸
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)研究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響,下列說法正確的是
已知:Cr2O72-(aq)(橙色)+H2O(l)2 CrO42-(aq)(黃色)+2H+(aq) H=+13.8kJ·mol-1 | |
步驟:
| 現(xiàn)象: 待試管b中顏色不變后與試管a比較, 溶液顏色變淺。 滴加濃硫酸,試管c溫度略有升高, 溶液顏色與試管a相比,變深。 |
A. 該反應(yīng)是一個(gè)氧化還原反應(yīng)
B. 待試管b中溶液顏色不變的目的是使Cr2O72-完全反應(yīng)
C. 該實(shí)驗(yàn)不能證明減小生成物濃度,平衡正向移動(dòng)
D. 試管c中的現(xiàn)象說明影響平衡的主要因素是溫度
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Co(CH3COO)2(乙酸鈷)可用作酯交換反應(yīng)的催化劑并可用于制備高質(zhì)量鋰電池電極。在氮?dú)夥諊,乙酸鈷受熱分解生?/span>CO、CO2和C2H6等產(chǎn)物。某研究小組利用下列裝置檢驗(yàn)乙酸鈷熱分解的部分產(chǎn)物。
已知:①CO+PdCl2+H2O==CO2+Pd↓(黑色)+2HCl;
②變色硅膠為深藍(lán)色,吸水后變?yōu)榉奂t色。
回答下列問題:
(1)B裝置的作用是____,要檢驗(yàn)乙酸鈷分解產(chǎn)物中的CO2,對(duì)以上裝置的改進(jìn)方案是______。
(2)儀器a中的試劑是_______,其作用是_______。
(3)能證明乙酸鈷的分解產(chǎn)物含有C2H6的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______。
(4)裝置D中C2H6被CuO完全氧化的化學(xué)方程式是________。
(5)另取一定量乙酸鈷結(jié)晶水合物樣品[Co(CH3COO)2·nH2O]在空氣中加熱,樣品的固體殘留率(×100%)隨溫度的變化如圖所示(樣品在200℃時(shí)已完全失去結(jié)晶水,350℃以上殘留固體為金屬氧化物)。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列出殘留氧化物CoxOy中x∶y的計(jì)算式:_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】銅是人類最早使用的金屬,在生產(chǎn)生活中應(yīng)用及其廣泛。工業(yè)上以黃銅礦 (主要成分FeCuS2)為原料制取金屬銅,其主要工藝流程如圖所示。
已知:反應(yīng)II的離子方程式:Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S
回答下列問題:
(1)FeCuS2中S的化合價(jià)____。
(2)反應(yīng)I在隔絕空氣、高溫煅燒條件下進(jìn)行,寫出化學(xué)方程式____。
(3)為了反應(yīng)I充分進(jìn)行,工業(yè)上可采取的措施是____。
(4)反應(yīng)III的離子方程式為____。
(5)向反應(yīng)III后的溶液中加入稀硫酸的目的是____。
(6)該流程中,可循環(huán)利用的物質(zhì)除CuCl2外,還有___(填化學(xué)式)。
(7)反應(yīng)IV中,處理尾氣SO2的方法,合理的是_____
A.高空排放
B.用BaCl2溶液吸收制備BaSO3
C.用氨水吸收后,再經(jīng)氧化,制備(NH4)2SO4
D.用純堿溶液吸收可生成Na2SO3(H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11;H2SO3:Ka1=1.2×102,Ka2=5.6×108)
(8)CuCl懸濁液中加入Na2S,發(fā)生的反應(yīng)為2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___[已知Ksp(CuCl)=a,Ksp(Cu2S)=b]
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用 NA 表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列判斷正確的是( )
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L CCl4 含有的碳原子數(shù)是 NA
B.56 g Fe 與足量稀鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 3 NA
C.0.1 mol/L Na2SO4 溶液含有的鈉離子數(shù)為 0.2 NA
D.常溫常壓下,2g H2 中含有的分子數(shù)為 NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將濕潤的紅色石蕊試紙放在進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)的試管口,試紙不變藍(lán)色的有( )
A.加熱濃氨水
B.加熱NH4HCO3固體
C.加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物
D.加熱飽和NH4Cl溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】中國科學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)研究表明,在常溫常壓和可見光下,基于(一種固體催化劑)合成的原理示意圖如圖。下列說法錯(cuò)誤的是
A. 氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為3:1
B. 該過程中涉及極性鍵和非極性鍵的斷裂與生成
C. 基于合成的過程屬于氮的固定
D. 工業(yè)中,氨經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到硝酸
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