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    20．工业上用菱锰矿（MnCO3）[含FeCO3、SiO2、Cu2（OH）2CO3等杂质]为原料制取KMnO4．其流程示意图如下：

    ②金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：
    　Mn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3　Cu（OH）2
    　开始沉定时　8.3　7.6　2.7　6.7
    　完全沉淀时　9.8　9.6　3.79
    回答下列问题：
    （1）写出滤渣1的一种工业用途：建筑材料．实验室模拟该流程过程中，洗涤滤渣1的具体操作方法为将沉淀放在过滤器中，水浸没沉淀自然流下，重复2～3次．
    （2）试剂a最好选用B（填选项字母）．
    A．氯水    B．高锰酸钾
    C．次氯酸钠    D．浓盐酸
    （3）试剂b可选用CD（填选项字母）．
    A．氨水    B．稀硫酸    C．碳酸锰    D．Mn（OH）2    E．NaOH
    （4）试剂c为MnS，写出滤液2中加入MnS后发生反应的离子方程式：MnS+Cu2+=Mn2++CuS
    （5）用惰性电极电解硫酸锰和硫酸钾混合溶液的方法可以制取高锰酸钾，写出电解时的阳极反应式：Mn2+-5e-+4H2O=8H++MnO4-．工业上用硫酸溶解碳酸锰，而不用盐酸溶解，其原因是氯离子放电生成有毒气体氯气．
    （6）KMnO4是一种常用的滴定试剂，某同学用酸性高锰酸钾溶液测定滤液1中Fe2+的含量．滴定过程中，每次均量取25.00mL的滤液1置于锥形瓶中，滴定三次平均消耗掉0.1000mol/L的KMnO4溶液20.00mL，则滤液1中Fe2+的浓度为22.4g/L（保留三位有效数字）．

    分析 菱锰矿用稀硫酸酸浸，MnCO3、FeCO3、Cu2（OH）2CO3与稀硫酸反应，SiO2不与稀硫酸反应，过滤得到滤渣1为SiO2，滤液1中含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜及剩余的HCl，向滤液中加入试剂a为高锰酸钾，将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，加入试剂b为碳酸锰、Mn（OH）2等调节PH=4时Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去，滤液2中加入试剂c为MnS，将溶液中Cu2+氧化为CuS沉淀过滤除去，滤液3中为MnCl2，最后经电解得到KMnO4．
    （1）二氧化硅可用于建筑、铺路或生成硅酸盐等；将沉淀放在过滤器中，水浸没沉淀自然流下；
    （2）试剂a将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，且不能引入新杂质；
    （3）试剂b调节pH使铁离子转化为沉淀，但不能引入新杂质；
    （4）发生沉淀的转化；
    （5）由题意可知，阳极发生氧化反应，锰离子失去电子；用氯化镁时电解氯离子放电生成氯气；
    （6）根据关系式5Fe2+～MnO4-计算25.00mL的滤液1中Fe2+的物质的量，再根据Fe2+的浓度=$\frac{nM}{V}$计算．

    解答 解：（1）二氧化硅可用于建筑、铺路或生成硅酸盐等；洗涤滤渣1的具体操作方法为将沉淀放在过滤器中，水浸没沉淀自然流下，重复2～3次，
    故答案为：建筑材料；将沉淀放在过滤器中，水浸没沉淀自然流下，重复2～3次；
    （2）试剂a将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，且不能引入新杂质，只有高锰酸钾符合，
    故答案为：B；
    （3）试剂b调节pH使铁离子转化为沉淀，但不能引入新杂质，则加入试剂b为碳酸锰、Mn（OH）2等，
    故答案为：CD；
    （4）MnS与氯化铜反应转化更难溶的CuS，同时得到氯化镁，反应离子方程式为MnS+Cu2+=Mn2++CuS，
    故答案为：MnS+Cu2+=Mn2++CuS；
    （5）用惰性电极电解硫酸锰和硫酸钾混合溶液的方法可以制取高锰酸钾，电解时的阳极反应式为Mn2+-5e-+4H2O=8H++MnO4-．工业上用硫酸溶解碳酸锰，而不用盐酸溶解，其原因是氯离子放电生成有毒气体氯气，
    故答案为：Mn2+-5e-+4H2O=8H++MnO4-；氯离子放电生成有毒气体氯气；
    （6）高锰酸钾与Fe2+的反应是MnO4-～Mn2+～5e-；Fe2+～Fe3+～e-；依据电子守恒，铁离子和亚铁离子前乘5，依据原子守恒和电荷守恒得到反应的离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；设25.00mL的滤液1中Fe2+的物质的量xmol，则：
    5Fe2+～～～～～～MnO4-，
    5                               1
    xmol           0.02L×0.1000mol/L    所以x=0.01mol，则滤液1中Fe2+的浓度为$\frac{0.01mol×56g/mol}{0.025L}$=22.4g/L，
    故答案为：22.4．

    点评 本题考查混合物分离提纯及物质制备实验，为高频考点，把握实验流程中的反应、混合物分离提纯、电解原理为解答 的关键，综合性较强，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    17．标况下，CO与CO2的混合气体共33.6L，质量为60g．则两种气体的物质的量之和为1.5mol，其中CO的体积分数是25%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    11．MnO2是一种重要的化工原料，工业上用粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为较纯净MnO2的流程如图所示：

    （1）第①步反应中的硫酸能否用浓盐酸代替？否（填“能”或“否”），理由是浓盐酸能被MnO2氧化生成Cl2．
    （2）第②步操作中，氧化性强弱顺序：ClO3-＞MnO2（填“＞”或“＜”），写出操作②中发生反应的离子方程式：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；当反应中转移2mol电子时，生成的氧化产物的物质的量为1mol．
    （3）工业上用MnO2为原料制取KMnO4，第一步将MnO2和KOH粉碎，混匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌，制取K2MnO4；第二步将K2MnO4挡板浓溶液用惰性电极进行电解，在阳极上得到KMnO4，在阴极上得到KOH．
    ①制取K2MnO4的化学反应方程式为2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O，工业上不断搅拌的目的是使反应物与O2充分接触．
    ②电解K2MnO4的浓溶液时，电解的总反应方程式为2K2MnO4+2H2O═KMnO4+2KOH+H2↑．
    （4）二氧化锰含量可用碘量法测定，其原理为在盐酸介质中，二氧化锰能定量地将碘离子氧化成碘，以淀粉为指示剂用0.1000mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定碘而确定二氧化锰含量：
    MnO2+4HCl+2KI=MnCl2+I2+2KCl+2H2O         I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
    取较为纯净的二氧化锰样品ag加入到适量的盐酸和KI溶液中，反应完毕用Na2S2O3滴定反应后的溶液，消耗VmLNa2S2O3溶液，则该样品中MnO2含量为$\frac{0.435V}{a}$%（杂质不参与反应）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    8．氨基甲酸铵（H2N-COONH4）是一种用途广泛的化工原料．某研究性学习小组设计如下所示装置，用于合成少量氨基甲酸铵．

    有关氨基甲酸铵的资料如下：
    ①常温下，在干燥的空气中稳定，遇水或潮湿空气则生成碳酸铵或碳酸氢铵
    ②熔点58℃，59℃时则可分解成NH3和CO2气体
    ③在密封管内加热至120～140℃时失水生成尿素[CO（NH2）2]
    ④在酸性溶液中迅速分解
    ⑤合成氨基甲酸铵的反应原理为2NH3（g）+CO2（g）?H2N-COONH4（s）
    请回答下列问题：
    （1）仪器A的名称是干燥管；B中盛放的药品是碱石灰
    （2）写出石灰石与盐酸反应的离子方程式：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
    （3）写出氨基甲酸铵在密封管内加热至120～140℃生成尿素的化学反应方程式：NH2COONH4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO（NH2）2+H2O
    （4）合成氨基甲酸铵的反应在一定条件下能自发进行，该反应的反应热△H＜0（填“＞”“=”或“＜”）．
    （5）有同学建议该CO2发生装置直接改用“干冰”，你认为他的改进有何优点：无需干燥装置简单，低温环境提高产率
    （6）该实验装置中明显导致实验失败的隐患有反应器连接导管过细易造成堵塞；水蒸气可进入反应器使产品不纯；CO2发生器中挥发出的HCl未经处理进入反应器，会导致实验失败．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    15．钛是一种重要的金属，以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示：

    （1）钛铁矿与硫酸反应的化学方程式为FeTiO3+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiOSO4+FeSO4+2H2O．
    （2）加入的物质A为Fe．
    （3）步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为TiO2++（x+1）H2O═TiO2•xH2O↓+2H+；水解过程中需要升高温度，其目的是：①加快反应水解速率，②升温促进平衡正向移动，提高产率．
    （4）由TiO2获得金属Ti可用以下两种方法．
    ①电解法：以石墨为阳极，TiO2为阴极，熔融CaO为电解质，其阴极的电极反应式为TiO2+4e-═Ti+2O2-．
    ②热还原法：首先将TiO2、氯气和过量焦炭混合，高温反应生成TiCl4；然后用Mg还原TiCl4即可制取Ti．生成TiCl4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1；生成Ti的反应需在Ar气氛中，其原因为防止高温下Mg（或Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）反应．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    5．利用硫酸渣（主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质）制备氧化铁的工艺流程如图：

    （1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：
    ①提高铁的浸出率，②抑制Fe3+的水解．
    （2）“还原”是将Fe3+转化为Fe2+，同时FeS2被氧化为SO42-，该反应的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+．
    （3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量．实验步骤为：
    准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定，有关反应方程式如下：
    2Fe3++Sn2++6Cl-═2Fe2++SnCl62-，
    Sn2++4Cl-+2HgCl2═SnCl62-+Hg2Cl2↓，
    6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O．
    ①若SnCl2不足量，则测定的Fe3+量偏低（填“偏高”、“偏低”、“不变”，下同）．
    ②若不加HgCl2，则测定的Fe3+量偏高．
    （4）已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
    沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2Mn（OH）2
    开始沉淀2.73.87.59.48.3
    完全沉淀3.25.29.712.49.8
    实验可选用的试剂有：稀HNO3、Ba（NO3）2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体．请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：
    a．氧化：向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；
    b．沉淀：滴加NaOH溶液，调节溶液为pH为3.2～3.8；
    c．分离，洗涤；
    d．烘干，研磨．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．CoxFe3-xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉．工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3-xO4的主要步骤如下：
    FeSO4$\underset{\stackrel{\;}{→}}{①}$FeOOH$\underset{\stackrel{\;}{→}}{②}$Fe2O3$\underset{\stackrel{\;}{→}}{③}$Fe3O4$\underset{\stackrel{CuS{O}_{4}溶液④}{→}}{\;}$CoxFe3-xO4
    回答下列问题：
    （1）步骤①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40℃下搅拌生成FeOOH．生成FeOOH的化学方程式为4FeSO4+8NaOH+O2$\frac{\underline{\;40℃\;}}{\;}$4FeOOH+4Na2SO4+2H2O．
    （2）步骤②将FeOOH在200～300℃下加热脱水，生成红色Fe2O3．实验室完成该操作需要下列仪器中的cde（填字母）．
    a．蒸发皿　　b．烧杯　　c．坩埚　　d．泥三角　　e．酒精灯
    （3）步骤③通入H2，加热至300～400℃，生成Fe3O4．通入H2前要向加热炉中通入N2，其作用为除去空气，防止氢气与氧气混合反应爆炸．
    （4）步骤④加入CoSO4溶液，所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品．检验粗产品是否洗涤干净的实验操作和现象是取最后一次洗涤滤出液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，如果不产生白色沉淀，则表明洗涤干净；后发现滤液浑浊，请写出原因（一点即可）玻璃棒抵住滤纸时滤纸破裂、原液液面高于滤纸边缘．
    （5）某研究小组欲用锂离子电池正极废料（含LiCoO2、铝箔、铁的+2价和+3价的氧化物）制备CoSO4•7H2O晶体．已知在酸性条件下不稳定极易变成两价钴离子，下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算）
    金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH
    Fe3+1.13.2
    Fe2+5.88.8
    Co2+6.99.4
    请完成下列实验步骤（可选用的试剂：H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液）：
    ①用N-甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料，使LiCoO2与铝箔分离，得到LiCoO2粗品并回收铝．
    ②用稀硫酸溶解LiCoO2，并加入过量H2O2．
    ③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为5，过滤．
    ④向③所得滤液中加入NaOH溶液，调节pH至9.4，过滤，洗涤得到Co（OH）2沉淀．
    ⑤将Co（OH）2沉淀溶于稀硫酸中，蒸发浓缩、冷却结晶（填实验步骤），得到CoSO4•7H2O晶体．若欲再提纯，可以通过重结晶（填实验步骤）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    9．下列有关能量转化的认识，不正确的是（　　）
    A．植物的光合作用使得太阳能转化为化学能
    B．人类使用照明设备是将电能转化为光能
    C．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
    D．燃料燃烧时只是将化学能转化为热能

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    10．工业上用软锰矿（主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al等） 制备MnSO4•H2O 的一种工艺流程如图1

    已知：
    1．浸出过程中发生的主要反应化学方程式为：MnO2+SO2=MnSO4
    2．浸出液中阳离子主要有Mn2+、Fe2+、Al3+等
    回答下列问题：
    （1）物质X最好选用 b
    a．盐酸b．硫酸c．硝酸
    （2）酸浸时SO2的吸收效率与pH、温度的关系如图2所示，为提高SO2的吸收效率，酸浸适宜的条件是pH控制在3左右、温度控制在40℃左右
    （3）流程中“氧化”步骤主要反应的离子方程式是 MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
    （4）加入石灰浆调节pH，可将氧化后的浸出液中Fe3+、Al3+形成氢氧化物除去．检验Fe3+是否除尽的最佳方法是 取上层清液少许，向其中滴加少许KSCN溶液，若溶液未出现血红色，则Fe3+除尽．
    （5）用MnSO4可测定水中溶解氧，方法是：取100mL 水样，迅速加入足量MnSO4溶液及含有NaOH的KI溶液，立即塞上塞子、振荡，使之充分反应；打开塞子，迅速加入适量的稀硫酸，此时有I2生成；再用5.00×10-3mol•L-1Na2S2O3溶液和I2反应，当消耗Na2S2O3溶液 12.0mL时反应完全．有关化学反应方程式如下：
    ①2Mn2++O2+4OH-=2MnO（OH）2（反应很快）；
    ②MnO（OH）2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O；
    ③I2+2S2O32-=S4O62-+2I-．
    计算水样中溶解氧的浓度（以mg•L-1为单位）4.80mg．L-1．

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