【题目】碳酸锰(MnCO3)是一种高性能磁性材料。以软锰矿粉(主要含MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制取MnCO3的流程如下:
已知:“沉锰”反应为:Mn2+ + 2HCO == MnCO3↓+ H2O + CO2↑
(1)“酸浸”时发生的主要反应为:2Fe2+ + MnO2+ 4H+ == 2Fe3+ + Mn2+ + 2H2O。除此以外,还发生的反应离子方程式为________。(任写一个)
(2)“沉锰”工序中,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间t的关系如图所示。反应要控制pH在7左右的理由是_________。(答两点)
(3)“过滤Ⅱ”所得滤液中溶质的主要成分是_________。
(4)为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数,准确称量1.800g软锰矿样品,加入4.020 g草酸钠(Na2C2O4)固体,再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应),充分反应后冷却,过量的Na2C2O4用0.2000 mol/L高锰酸钾溶液进行滴定,当滴入30.00mL溶液时恰好完全反应。已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化:MnO2 + C2O+ 4H+ Mn2+ + 2CO2↑+ 2H2O,MnO4-+ C2O + H+ — Mn2+ + CO2↑+ H2O (未配平)。求该软锰矿中二氧化锰的质量分数_________(写出计算过程)。
【答案】 Al2O3+ 6H+2Al3++3 H2O或 Fe2O3+ 6H+2 Fe 3++3 H2O 化学反应速率快; MnCO3的产率高 (其它合理说法也可得分) (NH4)2SO4 72.50%
【解析】(1) 软锰矿粉主要含MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3,因此酸浸时的主要反应为:2Fe2+ + MnO2+ 4H+ == 2Fe3+ + Mn2+ + 2H2O,还有Fe2O3+ 6H+==2Fe3++3 H2O和Al2O3+ 6H+2Al3++3 H2O;
(2)由图象分析可知,随着pH的增大,在短时间内MnCO3的产率迅速提高到80%左右,所以反应要控制pH在7左右的理由是反应速率快,MnCO3的产率高;
(3)加入氨水是为了除去Fe3+和Al3+,所以过滤Ⅰ所得滤液的主要成分为MnSO4,然后加入NH4HCO3,根据已知“沉锰”的反应Mn2+ + 2HCO3—== MnCO3↓+ H2O + CO2↑,推出过滤Ⅱ所得滤液中溶质的主要成分是(NH4)2SO4;
(4) 高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化:反应①:MnO2 + C2O42—+ 4H+ Mn2+ + 2CO2↑+ 2H2O,反应②:2MnO4-+ 5C2O42— + 16H+ == 2Mn2+ +10 CO2↑+8 H2O,已知n (Na2C2O4) = ,n (KMnO4)=0.2000 mol/L×30.00mL×10-3=0.006000mol,。由反应②可求出过量的n (Na2C2O4)=0.03 mol—0.006000mol× =0.01500 mol由反应①求出n (MnO2)= 0.01500 mol,所以软锰矿中MnO2的质量分数为×100% =72.50%
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【题目】可逆反应2A(g) 2B(g)+C(g)在恒定容积密闭容器中反应,下列选项中不能说明反应已达到平衡状态的是
A. 混合气体中A与B的物质的量之比保持恒定
B. 容器内气体总压强不再改变的状态
C. 用A、B、C的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1
D. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
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【题目】研究NO2、NO、CO污染物处理,对建设美丽中国具有重要意义。
(1)①NO2(g)+CO(g)==CO2(g)+NO(g)△H1=-234.00kJ/mol
②1/2N2(g)+1/2O2(g)=NO(g)△H2=-89.75kJ/mol
③2NO(g)+O2(g)==2NO2(g)△H3=-112.30kJ/mol。
若NO2气体和CO气体反应生成无污染气体,其热化学方程式为______________。
(2)某温度下,向10L密闭容器中分别充入0.1molNO2和0.2molCO,发生反应:2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g),经10min反应达到平衡,容器的压强变为原来的。
①0~10min内,CO的平均反应速率v(CO)=__________;
②若容器中观察到_____,可判断该反应达到平衡状态;
③为增大污染物处理效率,起始最佳投料比为______;
④平衡后,仅将CO、CO2气体浓度分别增加一倍,则平衡_____(填“右移”或“左移”或“不移动”)。
(3)在高效催化剂作用下用NH3还原NO2进行污染物处理。
①相同条件下,选用A、B、C三种催化剂进行反应,生成氮气的物质的量与时间变化如图a。活化能最小的是______(用E(A)、E(B)、E(C)表示三种催化剂下该反应活化能)。
②在催化剂A作用下测得相同时间处理NO2的量与温度关系如图b。试说明图中曲线先增大后减小的原因________(假设该温度范围内催化效率相同)。
(4)有人设想在含有NO2的酸性污水中加人填充有铝粉的多孔活性炭颗粒进行水的净化。试结合电极反应说明多孔活性炭的主要作用_____。
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【题目】以铬酸钾为原料,用电解法制备重铬酸钾的实验装置如图,下列说法不正确的是
A. 在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B. 在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H+浓度增大,使平衡2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O向左移动
C. 该制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O4+4KOH+2H2↑+O2↑
D. 测定阳极液中K和Cr的含量。若K与Cr的物质的量之比为d,则此时铬酸钾的转化率为2-d
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【题目】实验室用足量的锌粒和100mL稀硫酸制备氢气,当收集到标准状况下1.12L H2时,反应停止,下列说法不正确的是
A. 稀硫酸中H+的浓度是0.5mol/L B. 消耗硫酸物质的量是0.05 mol
C. 消耗锌的质量是3.25g D. 氢气中可能混有水蒸气
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 如图可表示水分解过程中的能量变化
B. 若2C(s)+O2(g)=2CO(g)△=221.0kJ/mol,则碳的燃烧热为110.5kJ/mol
C. 需要加热的反应一定是吸热反应,常温下能发生的反应一定是放热反应
D. 已知I:反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△=akJ/mol,II:且a、b、c均大于零,则断开1mol HCl键所需的能量为(abc)kJ/mol
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【题目】下列反应属于取代反应的是( )
A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水
B.乙醇与氧气反应生成乙醛
C.乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷
D.甲烷与氯气反应生成一氯甲烷
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【题目】向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24 L NO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的物质的量为( )
A. 0.21 mol B. 0.25 mol C. 0.3 mol D. 0.35 mol
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【题目】下列行为能减少环境污染的是( )
A.含氮、磷化合物的废水大量排放B.农业生产中农药、化肥的大量使用
C.实现煤的清洁利用,大力开发新能源D.使用含有甲醛、氡等的材料装修房子
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