【題目】某地菱錳礦的主要成分為MnCO3，還含有少量的FeCO3、CaCO3、Al2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上以菱錳礦為原料制備高純度碳酸錳的流程如圖所示：

已知：MnCO3+2NH4Cl=MnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O．

相關(guān)金屬離子[c0（Mn+）=0.1mol·L－1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

金屬離子

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

開始沉淀的pH

8.1

6.3

1.5

3.4

沉淀完全的pH

10.1

8.3

2.8

4.7

（1）焙燒時溫度對錳浸取率的影響如圖。焙燒時適宜的溫度為___________左右；800℃以上錳的浸取率偏低，可能的原因是___________。

（2）凈化包含三步：①加入少量MnO2，添加少量MnO2的作用是____________。發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。

②加氨水調(diào)pH，溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為___________～8.1之間。生成的沉淀主要是___________。

③加入MnF2，沉淀除去Ca2+，若溶液酸度過高，Ca2+沉淀不完全，原因是___________。

（3）碳化結(jié)晶中生成MnCO3的離子方程式為____________。

【答案】500℃ 溫度過高，NH4Cl分解導(dǎo)致與MnCO3的反應(yīng)不徹底（或MnCO3分解發(fā)生其他副反應(yīng)；或MnCl2揮發(fā)導(dǎo)致Mn損失；或高溫下錳被氧化成高價態(tài)造成浸取率低；或高溫使固體燒結(jié)，固體表面積減小等） 將Fe2+氧化為Fe3+ MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O 4.7 Fe（OH）3、Al（OH）3 F- 與H+ 結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF，CaF2（s）Ca2+（aq）+F—（aq）平衡向右移動 )Mn2＋＋HCO3-＋NH3===MnCO3↓＋NH4+

【解析】

(1)由圖示得到，500 ℃時，錳的浸取率已經(jīng)很大；溫度很高時，氯化銨受熱分解、MnCO3分解發(fā)生其他副反應(yīng)等；

(2)①加入二氧化錳的目的是為了將Fe2＋氧化為Fe3＋；

②加氨水調(diào)溶液pH的目的是使溶液中Fe3＋和Al3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀和Al(OH)3沉淀除去；

③若溶液酸度過高，F- 與H+ 結(jié)合形成弱酸HF，使CaF2溶解平衡向右移動；

(3)碳化結(jié)晶是氯化錳溶液與碳酸氫銨和氨水應(yīng)得到碳酸錳沉淀。

(1)由圖示得到，500 ℃時，錳的浸取率已經(jīng)很大，所以選取500℃即可，沒有必要選擇更高的溫度，因為溫度越高，能耗越大；溫度很高時，浸取率下降，有可能是高溫下氯化銨分解使反應(yīng)的量減少；或生成的氯化錳轉(zhuǎn)化為氣體離開體系；或高溫下發(fā)生副反應(yīng)，錳轉(zhuǎn)化為其他化合物；或高溫使固體燒結(jié)，固體表面積減小等，故答案為：500℃；溫度過高，NH4Cl分解導(dǎo)致與MnCO3的反應(yīng)不徹底（或MnCO3分解發(fā)生其他副反應(yīng)；或MnCl2揮發(fā)導(dǎo)致Mn損失；或高溫下錳被氧化成高價態(tài)造成浸取率低；或高溫使固體燒結(jié)，固體表面積減小等）；

(2)①加入二氧化錳的目的是為了將Fe2＋氧化為Fe3＋，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O，故答案為：MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；

②加氨水調(diào)溶液pH的目的是使溶液中Fe3＋和Al3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀和Al(OH)3沉淀除去，由題給表格數(shù)據(jù)可知，溶液的pH范圍調(diào)節(jié)在4.7～8.1之間時，F(xiàn)e3＋和Al3＋完全沉淀，而Mn2＋不沉淀，故答案為：4.7；

③加入MnF2目的是沉淀除去Ca2+，CaF2在溶液中存在溶解平衡CaF2（s）Ca2+（aq）+F—（aq），若溶液酸度過高，F- 與H+ 結(jié)合形成弱酸HF，F—濃度減小，溶解平衡向右移動，使Ca2+沉淀不完全，故答案為：F- 與H+ 結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF，CaF2（s）Ca2+（aq）+F—（aq）平衡向右移動；

(3)碳化結(jié)晶是向氯化錳溶液中加入碳酸氫銨和氨水，反應(yīng)得到碳酸錳沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mn2＋＋HCO3-＋NH3===MnCO3↓＋NH4+，故答案為：Mn2＋＋HCO3-＋NH3===MnCO3↓＋NH4+。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】已知K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-＋H2O 2CrO42-＋2H+。K2Cr2O7為橙色，K 2CrO4為黃色。為探究濃度對化學(xué)平衡的影響，某興趣小組設(shè)計了如下實驗方案。

序號

試劑X

ⅰ

1 mL1mol·L-1 K2Cr2O7 溶液

ⅱ

1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液

ⅲ

5~15滴濃硫酸

ⅳ

5~15滴濃鹽酸

ⅴ

5~15滴6 mol·L-1 NaOH溶液

Ⅰ．方案討論

（1）ⅰ~ⅴ中依據(jù)減少生成物濃度可導(dǎo)致平衡移動的原理設(shè)計的是______（填序號）。

（2）已知BaCrO4為黃色沉淀。某同學(xué)認(rèn)為試劑X還可設(shè)計為Ba(NO3)2溶液，加入該試劑后，溶液顏色將_____。（填“變深”、“變淺”或“不變”）。

Ⅱ．實驗分析

序號

試劑X

預(yù)期現(xiàn)象

實際現(xiàn)象

ⅰ

1 mL1 mol·L-1 K2Cr2O7 溶液

溶液變黃

溶液橙色加深

ⅱ

1mL1 mol·L-1 K2CrO4溶液

溶液橙色加深

溶液顏色變淺

ⅲ

5~15滴濃硫酸

溶液橙色加深

溶液橙色加深

ⅳ

5~15滴濃鹽酸

溶液橙色加深

無明顯現(xiàn)象

ⅴ

5~15滴6mol·L-1NaOH溶液

溶液變黃

溶液變黃

（1）實驗ⅰ沒有觀察到預(yù)期現(xiàn)象的原因是____________，實驗ⅱ的原因與其相似。

（2）通過實驗ⅲ和ⅴ得出的結(jié)論為___________ 。

（3）實驗ⅳ無明顯現(xiàn)象，可能的原因是____________。

（4）某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)：K2Cr2O7溶液與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應(yīng)。但實驗ⅳ中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，小組同學(xué)設(shè)計了兩個實驗，驗證了該反應(yīng)的發(fā)生。

① 方案一：取5 mL濃鹽酸，向其中加入15滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液，一段時間后，溶液變?yōu)榫G色（CrCl3水溶液呈綠色），有黃綠色氣體生成。寫出該變化的化學(xué)方程式__________。

② 請你設(shè)計方案二：_______________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】有機物A僅含有C、H、O三種元素，可由葡萄糖發(fā)酵得到，也可從酸牛奶中提取。純凈的A為無色粘稠液體，易溶于水。為研究A的組成與結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了如下實驗：

限選試劑：蒸餾水、2 mol·L－1鹽酸溶液、2 mol·L－1NaOH溶液、濃硫酸、NaHCO3粉末、金屬Na、無水乙醇

實驗步驟

實驗結(jié)論

（1）A的質(zhì)譜圖如下：

（1）證明A的相對分子質(zhì)量為：__________。

（2）將此9.0 g A在足量純O2充分燃燒，并使其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸、堿石灰，發(fā)現(xiàn)分別增重5.4 g和13.2 g。

（2）證明A的分子式為： ________________。

（3）另取兩份9.0 g A分置于不同的試管中。往其中一份A中加入足量的NaHCO3粉末充分反應(yīng)，生成_______ L CO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

往另一份A中加入足量的金屬鈉充分反應(yīng)，生成________________________ L H2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

（3）證明A的分子中含有一個羧基和一個羥基。

（4）A的核磁共振氫譜如下圖：

（4）A的結(jié)構(gòu)簡式為： __________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)有3.60gNaCl、NaHCO3和Na2CO3的混合固體，加熱足夠長時間后，固體質(zhì)量剩余3.29g；將剩余固體溶于一定體積的鹽酸中，產(chǎn)生0.448L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，并將所得溶液稀釋至100mL，測得所得溶液pH=1。下列判斷正確的是（ ）

A.混合固體中NaHCO3的質(zhì)量為0.84g

B.混合固體中Na2CO3的質(zhì)量為2.12g

C.所加鹽酸中，HCl的物質(zhì)的量為0.04mol

D.最終所得溶液中c(Cl-)=0.1mol·L-1

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在一定溫度下，向密閉容器中充入等物質(zhì)的量的NO和CO，發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。當(dāng)上述化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時，下列敘述正確的是（ ）

A.CO2和CO的物質(zhì)的量一定相等

B.NO和CO2的物質(zhì)的量一定相等

C.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了該條件下的最大限度

D.平衡時混合物的總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始前混合物的總物質(zhì)的量

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】實驗室制取硝基苯的主要步驟如下：

①將配制好的濃硫酸與濃硝酸的混合酸，冷卻后加入試管中。

②向混合酸中逐滴加入一定量的苯，充分振蕩，混合均勻。

③水浴加熱發(fā)生反應(yīng)。

④反應(yīng)結(jié)束后，待混合液冷卻后轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，除去混合酸，粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和10%的Na2CO3溶液洗滌，再用蒸餾水洗滌，得粗硝基苯。

⑤將粗硝基苯用無水CaCl2干燥后蒸餾得到純硝基苯。

回答下列問題：

(1)配制一定比例濃硫酸和濃硝酸的混合酸的操作是___。

(2)步驟③中，水浴加熱的優(yōu)點是___。

(3)圖中長玻璃導(dǎo)管的作用是___。

(4)寫出制取硝基苯的化學(xué)方程式：___。

(5)步驟④中粗產(chǎn)品用10%的Na2CO3溶液洗滌的目的是___。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是

A.稀硫酸有酸性，可用于除去鐵銹

B.Al2O3具有兩性，可用于電解冶煉鋁

C.SO2能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，可用于漂白有色物質(zhì)

D.甲醛溶液能使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，可用于動物標(biāo)本的防腐

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

A.Na2S2O3與H2SO4溶液混合產(chǎn)生22.4 L氣體時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L環(huán)丙烷和丙烯的混合氣體中所含共用電子對數(shù)為9NA

C.常溫下，1 L 0.5 mol/L CH3COONH4溶液的pH＝7，則溶液中CH3COO－與NH4＋的數(shù)目均為0.5NA

D.50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的乙醇溶液與足量的鈉反應(yīng)，放出H2的分子數(shù)目為0.25NA

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某強酸性溶液X中可能含有Fe2＋、Al3＋、NH4+、CO32-、SO32－、SO42－、Cl－中的若干種，現(xiàn)取X溶液進(jìn)行連續(xù)實驗，實驗過程及產(chǎn)物如下：

下列說法正確的是

A. X中一定存在Fe2＋、Al3＋、NH4+、SO42－

B. 溶液E和氣體F能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

C. X中肯定不存在CO32－、SO32－、Al3＋

D. 沉淀I只有Al(OH)3

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