【題目】碳酸錳是制造電信器材軟磁鐵氧體、合成二氧化錳和制造其它錳鹽的原料,用于醫(yī)藥、電焊條輔助原料等。工業(yè)上用氯化銨焙燒菱錳礦粉制備高純度碳酸錳的工藝流程如下:

已知:①菱錳礦粉的主要成分是MnCO3,還含少量FeAl、CaMg等元素。

②相關(guān)金屬Mn+離子濃度c(Mn+)=0.1 mol L -1,形成M(OH)n沉淀的pH范圍如下:

金屬離子

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mn2+

Mg2+

開始沉淀的pH

6.3

1.5

3.8

8.8

9.6

沉淀完全的pH

8.3

2.8

5.2

10.8

11.6

③常溫下,Ksp(CaF2) =1.46×10-10Ksp(MgF2) = 7.30×10-11

回答下列問題:

(1)混合研磨成細(xì)粉的目的是_________________。

(2)“焙燒時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。

(3)浸出液凈化除雜過程如下:首先加入MnO2Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為________;再調(diào)節(jié)溶液pH范圍為________Al3+Fe3+變?yōu)槌恋沓;再加?/span>NH4F沉淀Ca2+Mg2+,當(dāng)c(Ca2+)=1.0×10-5molL-1時(shí),c(Mg2+)=______molL-1。

(4)碳化結(jié)晶過程中不能用(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液可能的原因是_________。

(5)在操作流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是__________。

(6)測(cè)定碳酸錳產(chǎn)品的純度。

稱取0.2500g碳酸錳產(chǎn)品于錐形瓶中,加25.00 mL磷酸,加熱,碳酸錳全部轉(zhuǎn)化為[Mn(PO4)2]3-,冷卻至室溫。加水稀釋至50 mL,滴加23滴指示劑,然后用濃度為0.2000 mol·L-1的硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(反應(yīng)為:[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2)。重復(fù)操作3次,記錄數(shù)據(jù)如下表:

滴定

次數(shù)

0.2000mol·L-1的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液讀數(shù)(mL)

滴定前

滴定后

1

0.10

10.20

2

0.22

11.32

3

1.05

10.95

則產(chǎn)品的純度=____________,若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù),則測(cè)得的碳酸錳粗產(chǎn)品的純度__________。(偏高、偏低無影響”)。

【答案】增大接觸面積,提高反應(yīng)速率 MnCO32NH4Cl MnCl22NH3CO2H2O MnO22Fe24H═Mn22Fe32H2O 5.2≤pH8.8 5×10-6 碳酸根離子水解程度大,碳酸銨溶液中c(OH-)較大,易產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀 NH4Cl 92.00% 偏低

【解析】

菱錳礦粉的主要成分是MnCO3,還含少量FeAl、Ca、Mg等元素,加入氯化銨混合研磨后、焙燒,此時(shí)發(fā)生反應(yīng),由流程圖可知,MnCO3NH4Cl反應(yīng)生成NH3、CO2、氯化錳等,其它金屬元素轉(zhuǎn)化為金屬氯化物;往浸出液中加入MnO2,將Fe2+氧化為Fe3+;再調(diào)節(jié)溶液pH范圍,將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀;再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+;最后加碳酸氫銨,將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnCO3沉淀。

(1)混合研磨成細(xì)粉,可增大固體顆粒間的接觸,從而得出目的是增大接觸面積,提高反應(yīng)速率。答案為:增大接觸面積,提高反應(yīng)速率;

(2)“焙燒時(shí),MnCO3NH4Cl反應(yīng)生成NH3、CO2、氯化錳等,發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO32NH4ClMnCl22NH3CO2H2O。答案為:MnCO32NH4ClMnCl22NH3CO2H2O;

(3)浸出液凈化除雜過程如下:首先加入MnO2Fe2+氧化為Fe3+,而MnO2被還原為Mn2+,反應(yīng)的離子方程式為MnO22Fe24H═Mn22Fe32H2O;再調(diào)節(jié)溶液pH范圍,讓Al3+、Fe3+全部生成沉淀,而Ca2+、Mg2+不生成沉淀,所以pH范圍為5.2≤pH8.8;再加入NH4F沉淀Ca2+Mg2+,當(dāng)c(Ca2+)=1.0×10-5molL-1時(shí),c(Mg2+)===5×10-6molL-1。答案為:MnO22Fe24H═Mn22Fe32H2O;5.2≤pH8.85×10-6;

(4)碳化結(jié)晶過程中不能用(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液,主要從溶液的堿性強(qiáng),Mn2+會(huì)轉(zhuǎn)化為錳的氫氧化物角度分析,可能的原因是碳酸根離子水解程度大,碳酸銨溶液中c(OH-)較大,易產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀。答案為:碳酸根離子水解程度大,碳酸銨溶液中c(OH-)較大,易產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀;

(5)在操作流程中,反應(yīng)物中加入了NH4Cl,分離濾液和濾餅時(shí)又獲得了氯化銨,所以可以循環(huán)利用的物質(zhì)是NH4Cl。 答案為:NH4Cl

(6)測(cè)定碳酸錳產(chǎn)品的純度時(shí),3次滴定操作中的第2次誤差過大,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能采用,由此可得出兩次有效滴定所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為=10.00mL,由反應(yīng)可得出如下關(guān)系式:MnCO3——(NH4)2Fe(SO4)2,n(MnCO3)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]= 0.2000 mol·L-1×0.010L=2×10-3mol,則產(chǎn)品的純度==92.00%,若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù),則讀出的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小,測(cè)得的碳酸錳粗產(chǎn)品的純度偏低。答案為:92.00%;偏低。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】已知:pAg=lg[c(Ag+)],Ksp(AgCl)=1×10-12。如圖是向10mLAgNO3溶液中逐漸加入0.1mol·L-1NaCl溶液時(shí),溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位:mL)變化的圖像(實(shí)線)。根據(jù)圖像所得下列結(jié)論不正確的是[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]

A.AgNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol·L-1

B.圖中x點(diǎn)的坐標(biāo)為(100,6)

C.圖中x點(diǎn)可認(rèn)為溶液中Ag+被沉淀完全

D.0.1mol·L-1NaCl換成0.1mol·L-1NaI,則圖像在終點(diǎn)后變?yōu)樘摼部分

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【題目】微型實(shí)驗(yàn)具有裝置小巧、節(jié)約藥品、操作簡(jiǎn)便、現(xiàn)象明顯、安全可靠、減少污染等優(yōu)點(diǎn),下圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制取Cl2并探究其化學(xué)性質(zhì)的微型裝置(圖中夾持裝置均略去)。

查閱資料:氯氣的氧化性大于HIO3。

回答下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)室中可代替圖中添加濃鹽酸的儀器名稱是___________。

(2)加入濃鹽酸后試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________。

(3)探究氯氣的化學(xué)性質(zhì),將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填寫在下表對(duì)應(yīng)的空格里:___________

操作步驟

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

緩慢加入濃鹽酸,打開c、de,使產(chǎn)生的氯氣緩慢充入Y試管

關(guān)閉c打開b,使氯氣緩慢進(jìn)入Y管中

(4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)若氯氣的通入量過多,淀粉碘化鉀試紙會(huì)逐漸變?yōu)闊o色,可能的原因是__________________________________________________。

(5)此裝置___________(填“能”或“不能”)證明氧化性順序Cl2>Br2>I2,原因是___________,實(shí)驗(yàn)完畢后,關(guān)閉止水夾b,打開ac,擠壓氣球,目的是__________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上電解NaHSO4溶液制備Na2S2O8(過二硫酸鈉)。電解時(shí),陰極材料為Pb;陽(yáng)極(鉑電極)電極反應(yīng)式為2-2e-=+2H+。下列說法正確的是

A.Na2S2O8水溶液呈弱堿性

B.Na2S2O8可水解生成H2O2,同時(shí)生成NaHSO4可循環(huán)利用

C.H2S2O8可完全電離,故穩(wěn)定性與硫酸相當(dāng)

D.Na2S2O8具有強(qiáng)氧化性,故不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有:AsH3、H2SO4KBrO3、K2SO4、H3AsO4H2O和一種未知物質(zhì)X。

1)已知KBrO3在反應(yīng)中得到電子,發(fā)生_____(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),則該反應(yīng)的還原劑是________。

2)已知0.2molKBrO3在反應(yīng)中得到1mol電子生成X,則X的化學(xué)式為____

3)根據(jù)上述反應(yīng)可推知________(填序號(hào))。

a.氧化性:KBrO3>H3AsO4

b.氧化性:H3AsO4>HBrO3

c.還原性:AsH3>X

d.還原性:X>AsH3

4)將氧化劑和還原劑的化學(xué)式及其配平后的系數(shù)填入下列方框中,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。_____________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱,也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(△H)。

化學(xué)鍵

Si—O

Si—Cl

H—H

H—Cl

Si—Si

Si—C

鍵能/kJ·mol—1

460

360

436

431

176

347

請(qǐng)回答下列問題:

①比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低(填=)

SiC_____________Si;SiCl4_____________SiO2

②工業(yè)上高純硅可通過下列反應(yīng)制。SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=_____________kJ/mol.

2)已知化合物Na2O的晶胞如圖。

①其中O2-離子的配位數(shù)為________,

②該化合物與MgO相比,熔點(diǎn)較高的是________(填化學(xué)式)

③已知該化合物的晶胞邊長(zhǎng)為apm,則該化合物的密度為___g·cm3(只要求列出算式,不必計(jì)算出數(shù)值,阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

A.向氨水中加入少量的硫酸氫鈉,溶液堿性減弱

B.每升pH=3H2C2O4 溶液中H+數(shù)目為0.003NA

C.常溫下,CH3COONa溶液中加水,水電離產(chǎn)生的c(H+)c(OH-)保持不變

D.0.1molFeCl3溶于水形成的Fe(OH)3膠體粒子數(shù)為0.1NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A、B、CD1、D2、E、F、GH均為有機(jī)化合物,請(qǐng)根據(jù)下列圖示回答問題。

1)直鏈有機(jī)化合物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是__________________;

2B中官能團(tuán)的名稱為___________;

3)①的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件是__________;

4D1D2生成E的化學(xué)方程式是___________________________________

5G可應(yīng)用于醫(yī)療、爆破等,由F生成G的化學(xué)方程式是_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】20mL0.2mol/LNaOH溶液中,緩緩?fù)ㄈ胍欢?/span>CO2氣體,將溶液在一定條件下蒸干。

1)若得到白色固體是純凈物,則通入的CO2的體積為__mL__mL(標(biāo)況)。寫出有關(guān)的離子方程式:__、__

2)將上述白色固體加水溶解,加鹽酸至pH7再蒸干得白色固體質(zhì)量為__g

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