精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
12.某化工厂以软锰矿、闪锌矿(主要成分为MnO2、ZnS,还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2
(1)在一定条件下,将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用,可得到含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液,其中发生的主要反应之一如下,请配平此反应方程式:3MnO2+2FeS+6H2SO4=3MnSO4+1Fe2(SO43+2S+6H2O
(2)将所得溶液按以下的工业流程(如图I)进行操作处理得溶液(IV),电解溶液(IV)即得MnO2和Zn.

a.操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu;Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
b.操作②中加入适量X的作用是将Fe2+氧化成Fe3+
c.工业上用惰性电极电解溶液(IV)获得产品,请写出电解过程中的阳极反应式Mn2+-2e-+2H2O=Mn+4H+
(3)为了从上述流程中产生的Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,工厂设计了如下的有关流程如图(Ⅱ).
a.AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成AI(OH)3的离子方程式为Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓;
b.若得到n molAl(OH)3,则理论上消耗的NaOH和HCl的物质的量分别为$\frac{3n}{4}$mol、$\frac{3n}{4}$mol.

分析 (1)反应中锰元素化合价从+4价降为+2价,硫化亚铁中二价铁化合价升高为三价铁离子,-2价的硫化合价升高为单质硫中的0价,依据氧化还原反应得失电子守恒配平方程式;
(2)a.锌可以Cu2+和Fe3+反应;
b.MnO2可将Fe2+氧化成Fe3+
c.溶液(IV)为氯化锌、氯化锰溶液,用惰性电极电解,阳极二价锰离子失去电子发生氧化反应,结合水生成氧化锰;
(3)a.AlCl3溶液和NaAlO2溶液发生双水解反应反应生成AI(OH)3; 
b.由方程式可知生成4molAI(OH)3需要1molAl3+和3molAlO2-

解答 解:(1)反应中锰元素化合价从+4价降为+2价,硫化亚铁中二价铁化合价升高为三价铁离子,-2价的硫化合价升高为单质硫中的0价,要使反应中得失电子守恒,则二氧化锰系数为3,硫化亚铁系数为2,依据原子个数守恒可知反应方程式为:3MnO2+2FeS+6H2SO4=3MnSO4+Fe2(SO43+2S↓+6H2O;
故答案为:3,2,6,3,1,2,6;
(2)a.锌可以Cu2+和Fe3+反应,方程式为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu; Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+
故答案为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu; Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+;  
b.X是MnO2,MnO2可将Fe2+氧化成Fe3+,便于通过调节pH值除去三价铁离子;
故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+; 
c.溶液(IV)为氯化锌、氯化锰溶液,用惰性电极电解,阳极二价锰离子失去电子发生氧化反应,结合水生成氧化锰,电解反应式为:Mn2+-2e-+2H2O=Mn+4H+
故答案为:Mn2+-2e-+2H2O=Mn+4H+
(3)a.AlCl3溶液和NaAlO2溶液发生双水解反应反应生成AI(OH)3,离子方程式:Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓;
故答案为:Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓;
b.由方程式Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓;可知生成4molAl(OH)3需要1molAl3+和3molAlO2-,即由铝单质生成1molAl3+需要3mol盐酸和由氢氧化铝与氢氧化钠反应生成3molAlO2-需要3mol氢氧化钠,即消耗的NaOH和HCl的理论量(mol)都为$\frac{3n}{4}$mol,
故答案为:$\frac{3n}{4}$mol;$\frac{3n}{4}$mol;

点评 本题为综合题,考查了氧化还原反应方程式的配平,物质的分离和提纯,明确氧化还原反应规律,准确把握离子方程式书写方法是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列各组混合物中,能用分液漏斗进行分离的是(  )
A.酒精与水B.汽油与植物油C.溴与四氯化碳D.水与四氯化碳

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂.一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2•6H2O的工艺流程如图:

已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
开始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
③CoCl2•6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴.
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O.
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O.
(3)“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的两种沉淀的化学式为Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)制得的CoCl2•6H2O在烘干时需减压烘干的原因是降低烘干温度,防止产品分解.
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图.向“滤液”中加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn2+;其使用的最佳pH范围是B.
A.2.0~2.5   B.3.0~3.5
C.4.0~4.5    D.5.0~5.5
(6)为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量.通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水.(答一条即可)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.(1)计算0.5mol CO2的质量是22g,约含有3.01×1023个CO2分子; 计算1.204×1024个H2O分子的物质的量是2mol,质量是36g.
(2)100mL 5mol/LNa2CO3溶液中所含Na2CO3的物质的量是0.5mol,Na2CO3的质量53g.
(3)1mol H2SO4中含1mol硫原子,1.204×1024个氢原子.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.下图装置可用于制取、并收集表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)其中可行的是    (  )
选项气体abc
ANO2浓硝酸铜片NaOH溶液
BSO2浓硫酸铜片酸性KMnO4溶液
CNH3浓氨水生石灰碱石灰
DCO2稀盐酸碳酸钙浓硫酸
A.AB.B
C.C            D.D   

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.某同学在实验室进行钠的化合物性质的实验.请回答下列问题.
(1)过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑,实验结束后,向试管所得溶液中滴加酚酞溶液,现是先变红,后褪色.
(2)Na2CO3和NaHCO3是两种常见的钠盐.
①下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法中,正确的是c(填字母).
a.NaHCO3的俗称是苏打
b.Na2CO3溶液显碱性,说明Na2CO3属于碱
c.向Na2CO3和NaHCO3固体中分别滴加等浓度的盐酸,后者反应速率快
②按如图所示装置做实验,请回答下列问题.
B(填“A”或“B”)中澄清石灰水变浑浊,原因是(用化学方程式表示)2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O,CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.W、X、Y、Z四种短周期元素,原子序数依次增大,在周期表中W与X相邻、Y与Z相邻.已知W元素的氢化物与Z元素的氢化物反应只生成一种盐a;X、Y位于同一族,它们能组成YX2,YX3两种常见化合物.请回答下列问题:
(1)X元素位于周期表的位置为第二周期VIA族
(2)X、Y、Z三种元素形成的单质中,氧化性最弱的是_S(填化学式).
(3)a溶液的pH<7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式解释为:NH4++H2O?NH3•H2O+H+
(4)Y与Z可形成共价化合物Y2Z2,分子中Y与Z均满足8电子稳定结构,则Y2Z2的电子式为.Y2 Z2遇水很易反应,产生的气体能使品红溶液褪色,则其与水反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O═SO2↑+3S↓+4HCl
(5)工业上用氧化WH3法制取WO,该反应的热化学方程式为:
4WH3(g)+5O2(g)═4WO(g)+6H2O(g)△H=-905.8kJ•mol-1
已知W2(g)+O2(g)═2WO(g)△H=+180kJ•mol-1,则WH3与氧气反应产生两种无污染物质的热化学方程式为4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-1265.8kJ•mol-1

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是(  )
选项实验结论
A稀硫酸Na2SCuSO4酸性:H2S>H2SO4
B浓硫酸蔗糖溴水浓硫酸具有脱水性、氧化性
C稀盐酸Na2SO3Ba(NO32溶液SO2与可溶性钡盐均可以生成白色沉淀
D浓硝酸Na2CO3Na2SiO3溶液酸性:硝酸>碳酸>硅酸
A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

2.现有反应:mA(g)+nB(g)?pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则:
(1)该反应的逆反应为放热反应.且m+n>p(填“>”、“=”或“<”).
(2)若加人催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量不变(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)若B是有色物质,A、C均无色,平衡后维持容器容积不变加入C(体积不变)时混合物的颜色变深(填“变深”、“变浅”或“不变”,下同);而维持容器内压强不变,充入氖气时,混合物颜色变浅.
(4)反应达到平衡后,压缩容器的体积,平衡移动的方向为向右(填“向左”、“向右”或“不移动”),容器内气体的密度不变(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),容器内气体的相对分子质量减小.

查看答案和解析>>

同步练习册答案