【題目】工業(yè)采用氯化銨焙燒菱錳礦制備高純碳酸錳的流程如圖所示:
已知:①菱錳礦的主要成分是MnCO3,其余為Fe、Ca、Mg、Al等元素。
②部分陽離子沉淀時溶液的pH:
離子 | Al3+ | Fe3+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
開始沉淀的pH | 4.1 | 2.2 | 10.6 | 8.1 | 9.1 |
沉淀完全的pH | 4.7 | 3.2 | 13.1 | 10.1 | 11.1 |
③焙燒過程中主要反應為MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。
(1)結合如圖1、2、3,分析焙燒過程中最佳的焙燒溫度、焙燒時間、分別為___、___、___。
如圖1焙燒溫度對錳浸出率的影響 | 如圖2焙燒時間與錳浸出率的關系 | 如圖3氯化銨與菱錳礦粉質量比對錳浸出率的影響 |
(2)對浸出液凈化除雜時,需先加入MnO2,作用是____,再調節(jié)溶液pH的范圍為___,將Fe3+和Al3+變?yōu)槌恋矶ィ缓蠹尤?/span>NH4F將Ca2+、Mg2+變?yōu)榉锍恋沓ァ?/span>
(3)上述流程中可循環(huán)使用的物質是_____(填化學式)。
(4)現用滴定法測定產品中錳的含量。實驗步驟:稱取4.000g試樣,向其中加入稍過量的磷酸和硝酸,加熱使產品中的MnCO2完全轉化為[Mn(PO4)2]3-(其中NO3-轉化為NO2-);加入稍過量的硫酸銨,發(fā)生反應NO2-+NH4+═N2↑+2H2O以除去NO2-;加入稀硫酸酸化,用60.00mL0.50mol·L-1硫酸亞鐵銨標準溶液進行滴定,發(fā)生的反應為[Mn(PO4)2]3-+Fe2+═Mn2++Fe3++2PO43-,用5.00mL0.50mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液恰好除去過量的Fe2+。
①酸性K2Cr2O7溶液與Fe2+反應的離子方程式為_______。
②試樣中錳的質量分數為____。
【答案】500℃ 60min 1.10 將Fe2+氧化為Fe3+ 4.7≤pH<8.1 NH4Cl 6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O 20.625%
【解析】
根據信息,菱鎂礦中主要成分是MnCO3,還含有Fe、Ca、Mg、Al等元素,在加入氯化銨后焙燒,然后酸浸,主要得到MnCl2,還含有Fe、Ca、Mg、Al等元素的雜質,凈化除雜,根據信息②確認除去哪些元素,碳化結晶中,發(fā)生Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O,最后過濾、洗滌、干燥得到碳酸錳產品;
(1)圖1錳的浸出率隨溫度的升高而增大,但500℃以后增大變化不大,最佳焙燒溫度為500℃;根據圖2,隨著時間增大,錳的浸出率增大,但60min后增大變化不大,因此焙燒時間最佳為60min;同理最佳氯化銨與菱錳礦質量的比值為1.10;
(2)根據菱錳礦含有的成分,酸浸后得到Mn2+,以及含有Fe、Ca、Mg、Al等元素,根據部分陽離子沉淀時溶液的pH,對浸出液凈化除雜,先加MnO2,利用MnO2的氧化性,將Fe2+氧化成Fe3+,便于通過調節(jié)pH而除去;調節(jié)pH,除去的是Fe3+和Al3+,不能使Mn2+沉淀,因此調節(jié)pH的范圍是4.7≤pH<8.1;
(3)根據流程,NH4Cl可以循環(huán)使用;
(4)①利用K2Cr2O7的強氧化性將Fe2+氧化,其離子反應方程式為6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O;
②根據題意,建立關系式為6MnCO3~6[Mn(PO4)2]3-~6Fe2+,過量的Fe2+被K2Cr2O7滴定,因此與[Mn(PO4)2]3-反應的Fe2+物質的量為(60×10-3 L×0.5mol·L-1-5×10-3 L×0.5mol·L-1×6),根據關系式,推出Mn元素的質量為(60×10-3 L×0.5mol·L-1-5×10-3 L×0.5mol·L-1×6)×55g·mol-1,即Mn元素的質量分數為(60×10-3 L×0.5mol·L-1-5×10-3 L×0.5mol·L-1×6)×55g·mol-1/4.000g×100%=20.625%。
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【題目】反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可變容積的密閉容器中進行,下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是( )
A. 使體積不變,增加H2O的量 B. 將容器的體積縮小一半
C. 使體積不變,充氦氣使體系壓強增大 D. 使壓強不變,充氦氣使容器體積增大
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【題目】已知,反應①:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq) △H1;反應②: I3-(aq) I2(aq)+I-(aq) △H2;反應①的化學平衡常數K1與溫度的關系如下表:
t/℃ | 5 | 15 | 25 | 35 | 50 |
K1 | 1100 | 841 | 680 | 533 | 409 |
請回答:
(1)若反應②的化學平衡常數為K2,在相同溫度下,K1·K2=____________。
(2)上述反應①的△H1_______0(填“>”、“=”、“<”);若升高溫度,則I2的溶解速率會______(填“加快”、“減慢”或“不變”)。
(3)能判斷反應①已達到平衡的依據是_______________
A.容器中的壓強不再改變 B.溶液的顏色不再改變
C.I-濃度不再變化 D.正逆反應速率均為0
(4)某溫度下,反應①的化學平衡常數為800。在該溫度下,向甲、乙、丙三個容器中分別加入I2和I-,這兩種物質的起始濃度如下:
起始濃度(mol/L) | 甲 | 乙 | 丙 |
c(I2) | 0.1 | 0.2 | 0.2 |
c(I-) | 0.2 | 0.1 | 0.2 |
反應速率最快的是_____________(填“甲”、“乙”或“丙”),平衡時I2的轉化率最大的是__________(填“甲”、“乙”或“丙”)。
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【題目】(1)用固體樣品配制一定物質的量濃度的溶液,需經過稱量、溶解、轉移溶液、定容等操作。下列圖示對應的操作規(guī)范的是(____)
A.稱量
B.溶解
C.轉移溶液
D.定容
(2)下列幾種導電性變化圖像,把符合要求的圖像序號填在相應的題目后面括號中。
①向H2SO4溶液中加入等體積、等物質的量濃度的Ba(OH)2溶液(____)
②向AgNO3溶液通入少量HCl(____)
③向氨水中通入HCl直至過量(____)
④向飽和石灰水中不斷通入CO2(____)
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【題目】一種將CO2和H2O轉換為燃料H2、CO及CH4的裝置如圖所示(電解質溶液為稀H2SO4)。下列關于該裝置的敘述錯誤的是
A. 該裝置可將電能轉化為化學能
B. 工作時,電極a周圍溶液的pH增大
C. 電極b上生成CH4的電極反應式為CO2+8H++8e-===CH4+2H2O
D. 若電極b上只產生1 mol CO,則通過質子膜的H+數為2NA
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【題目】一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關該電池的說法正確的是
A.電極A上發(fā)生的是還原反應
B.電池工作時,向電極B移動
C.電極B上發(fā)生的電極反應為:O2+2CO2+4e-=2
D.電極A上H2參與的電極反應為:H2+2OH--2e-=2H2O
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【題目】已知298 K時,Mg(OH)2的溶度積常數Ksp=5.6×10-12,取適量的MgCl2溶液,加入一定量的燒堿溶液達到沉淀溶解平衡,測得pH=13,則下列說法不正確的是( )
A. 所得溶液中的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1
B. 所得溶液中由水電離產生的c(OH-)=1.0×10-13mol·L-1
C. 所加的燒堿溶液pH=13
D. 所得溶液中的c(Mg2+)=5.6×10-10mol·L-1
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【題目】如圖是兩組物質之間在一定的條件下相互轉化的過程。下列是綠色植物通過光合作用的圖示,則說法不正確的是
A.物質X是氧氣
B.綠色植物的光合作用屬于化學變化
C.C6H12O6屬于非電解質
D.C6H12O6與X反應生成二氧化碳和水屬于置換反應
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【題目】如圖所示是298K時,N2與H2反應過程中能量變化的曲線圖,下列敘述不正確的是
A. 在溫度、體積一定的條件下,通入1mol N2和3mol H2 反應后放出的熱量為92kJ
B. a曲線是加入催化劑時的能量變化曲線
C. 加入催化劑,也不能提高N2的轉化率
D. 該反應的熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=﹣92 kJ/mol
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