【题目】硫酸锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下：
已知：①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。
②金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示(25℃)：
③此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54；当离子浓度≤105mol·L1时，可认为离子沉淀完全。
请回答：
（1）传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，其缺点为____。
（2）“氧化”时，发生反应的离子方程式为____。若省略“氧化”步骤，造成的后果是____。
（3）“中和除杂”时，生成沉淀的主要成分为____(填化学式)。
（4）“氟化除杂”时，若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全，需维持c(F-)不低于____。(已知：Ksp(MgF2)=6.4×1010；Ksp(CaF2)=3.6×1012)
（5）“碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为_____。
（6）用惰性电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，电解过程中阳极的电极反应式为____。
【答案】产生硫化氢等气体，污染环境 MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠，造成Mn2+损失(或Fe2+去除不完全,影响产品纯度) Fe(OH)3、Al(OH)3 8×103mol·L1 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O Mn2++2H2O2e=MnO2+4H+
【解析】
高硫锰矿（主要成分为含锰化合物及FeS）与氧化锰矿混合焙烧，得到MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO，加入硫酸，得到Mn2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+的酸性溶液，加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子便于除去，再加入碳酸钙中和，将铁离子与铝离子以氢氧化物的形式除去，加入MnF2除杂，使溶液中的Mg2+沉淀完全，此时溶液中的金属离子为锰离子，加入碳酸铵发生Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，加入硫酸溶解硫酸锰，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰的水合物，据此分析。
（1）高锰矿含有FeS，传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，产生硫化氢等气体，污染环境；故答案为：产生硫化氢等气体，污染环境；
（2）氧化时用二氧化锰氧化亚铁离子，离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；若省略“氧化”步骤，根据图表Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠，造成Mn2+损失(或Fe2+去除不完全，影响产品纯度)；故答案为：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠，造成Mn2+损失(或Fe2+去除不完全,影响产品纯度)；
（3）“中和除杂”时，铁离子与铝离子与加入的碳酸根离子之间发生双水解反应得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀；故答案为：Fe(OH)3、Al(OH)3；
（4）已知：Ksp(MgF2)=6.4×1010，若使溶液中的Mg2+沉淀完全，需维持c(F)不低于
，故答案为：8×103mol·L1；
（5）“碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O；
故答案为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O；
（6）用惰性电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，电解过程中阳极发生氧化反应，元素化合价升高，故为硫酸锰失去电子生成二氧化锰，电极反应式为：Mn2++2H2O2e=MnO2+4H+，故答案为：Mn2++2H2O2e=MnO2+4H+。
名校课堂系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】我国黄铜矿的储量比较丰富，主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部、甘肃的河西走廊以及西藏高原等地。黄铜矿是一种铜铁硫化物矿物，外观黄铜色，主要成分是CuFeS2，还含有少量的SiO2和Ni、Pb、Ag、Au等元素。为实现黄铜矿的综合利用，设计了如下的工艺流程。
已知：①a、b、c均为整数；②CuCl+2Cl-
CuCl32-。
（1）CuFeS2中S的化合价为___。铁红的主要成分是___(填化学式)。
（2）实验测得“反应I”中有SO42-生成，该反应离子方程式为___，选H2O2溶液优于HNO3的原因是___。
（3）“反应II”中NaCl浓度过大，碱式氯化铜产率较低，其原因是____。
（4）写出“焙烧I”发生反应的化学方程式___。
（5）废电解液中含有少量的Pb2+，从废电解液中除去Pb2+的方法是往其中通人H2S至饱和，使Pb2+转化为硫化物沉淀，若废电解液的pH=4，为保证不生成NiS沉淀，Ni2+浓度应控制在___以下。(已知：饱和H2S溶液中c(H2S)为0.1mol/L，H2S的电离常数Ka1=1.0×10-7，Ka2=2.0×10-15，Ksp(NiS)=1.4×10-16)
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是（ ）
A.含有AgCl和AgI固体的悬浊液：c(Ag+)>c(C1-)=c(I-)
B.pH=1的NaHSO4溶液：c(H+)=c(SO42-)+c(OH-)
C.常温下，0.1molL-1的①NH4Cl②CH3COONH4③NH4HSO4溶液中：c(NH4+)大小顺序：①>②>③
D.物质的量浓度之比为1：2的NaClO、NaHCO3混合溶液中：c(HClO)+c(ClO-)=2c(HCO3-)+2c(H2CO3)+2c(CO32-)
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】硫酸在生活和生产中应用广泛。某工厂以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料，采用接触法制备硫酸。
(1)已知在298 K和101 kPa条件下：
FeS2(s)=FeS(s)+S(s) H1
S(s)+ O2(g)=SO2(g) H2
4FeS(s)+7O2(g)=2Fe2O3(s) +4SO2(g) H3
则在该条件下FeS2与O2生成Fe2O3和SO2的热化学方程式为_______。
(2)催化氧化反应：2SO2(g) +O2(g)
2SO3(g) H<0。在体积可变的密闭容器中，维持压强为101 kPa和初始n(SO2)=2mol，充入一定量的O2，SO2的平衡转化率α(SO2)随O2物质的量n(O2)的变化关系如图所示：
①在1000℃时，SO2平衡转化率随着O2物质的量的增大缓慢升高，解释其原因________。
②a点时SO3的平衡分压p(SO3)=_________Pa(保留两位有效数字，某组分的平衡分压=总压×某组分的物质的量分数)。
(3)保持温度不变，向固定体积的密闭容器中充入一定量的SO2、O2。请画出平衡体系中SO3的体积分数φ(SO3)随初始SO2、O2的物质的量之比[n(SO2)/n(O2)]的变化趋势图______：
(4)已知活性氧可以把SO2快速氧化为SO3，根据计算机模拟结果，在炭黑表面上O2转化为活性氧的反应历程与能量变化关系如图所示。下列说法不正确的是_______(填字母代号)。
A.O2转化为活性氧是氧氧键的断裂与碳氧键的生成过程
B.该过程的最大能垒(活化能)E正=0.73 eV
C.每活化一个O2分子最终吸收0. 29 eV能量
D.依题炭黑可以作为SO2转化为SO3的催化剂
E.其他条件相同时，炭黑颗粒越小，反应速率越快
(5)硫酸工厂尾气中的SO2可被NaOH溶液吸收，用惰性电极将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH的同时得到H2SO4，写出阳极的电极反应式：___________
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】已知：在298K、100kPa时，
①C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g) △H1=－393.5kJ·mol－1；
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) △H2=－571.6kJ·mol－1；
③2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)+ 2H2O(l) △H3=－2599kJ·mol－1；
则反应2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反应热△H为（ ）
A.-237.46kJ·mol-1B.+226.7kJ·mol-1
C.-226.7kJ·mol-1D.+237.46kJ·mol-1
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】电解合成1，2－二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是（ ）
A.该装置工作时，阴极区溶液中的离子浓度不断增大
B.液相反应中，C2H4被CuCl2氧化为1，2－二氯乙烷
C.X、Y依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜
D.该装置总反应为CH2=CH2+2H2O+2NaCl
H2↑+2NaOH+ClCH2CH2Cl
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】常温时，1mol/L的HA和1mol/L的HB两种酸溶液，起始时的体积均为V0，分别向两溶液中加水进行稀释，所得变化关系如图所示（V表示溶液稀释后的体积）。下列说法错误的是
A. Ka( HA)约为10-4
B. 当两溶液均稀释至
时，溶液中
＞
C. 中和等体积pH相同的两种酸所用n(NaOH)：HA>HB
D. 等体积、等物质的量浓度的NaA和NaB溶液中离子总数前者小于后者
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】薄荷油中含有少量
—非兰烃，其相对分子质量为136。根据如下转化，回答相关问题。
已知：a.
b.
c.2CH3COOH
(1)
—非兰烃的结构简式为_________________。
(2)B中含有的官能团名称为__________，C→D的反应类型为________________。
(3)C→H的反应方程式为_________________________________。
(4)写出符合下列条件A的同分异构体__________(写三种即可)。
①含有4个—CH3②1mol此同分异构体在碱性条件下水解需2mol NaOH。
(5)以
为原料合成
。_____________(用流程图表示，其他无机试剂任选)
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】（环境污染与资源短缺问题日益突出，资源的循环利用尤为重要。工业 上利用含 Cu2O（含少量 Al2O3、Fe2O3 和 SiO2）的矿渣提取铜的工艺流程如下：
已知：①Cu2O 在酸性条件下易转化成单质 Cu 和含 Cu2+的溶液；
②几种氢氧化物沉淀时的 pH 如下表：
氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 |
沉淀时的 pH | 4.0~5.2 | 5.8~8.8 | 1.1~3.2 | 5.4~6.7 |
回答下列问题：
（1）经检测固体 A 含有的成分为 Cu 和另一种杂质，从固体 A 中分离出 Cu 的可 用试剂为_____溶液（填化学式）。
（2）矿渣经酸浸、过滤、洗涤后铁元素的主要存在形式为__________填离子符号），检验该离子的常用化学试剂是_________________。
（3）加 NaClO 氧化并调整溶液的 pH 为_____，得到沉淀 B 和一种具有漂白 性的物质 D，该反应离子方程式为_________。
（4）25℃时，加 NaOH 固体调节溶液 pH 得到 Al(OH)3 沉淀，若 pH=5.3 时，所得 溶液中 c(Al3+)=_____。已知 25℃时 Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33。
（5）用惰性电极电解获得金属铜时，起始阶段阳极产物与阴极产物的物质的量之比为___________。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com