【题目】MnSO4在工业中有重要应用。用软锰矿浆(主要成分为MnO2和水,含有Fe2O3、FeO、Al2O3和少量PbO等杂质)浸出制备MnSO4,其过程如下:
I.向软锰矿浆中通入SO2,锰、铁、铝、铅元素以离子形式浸出,测得浸出液的pH<2。
II.向浸出液中加MnO2,充分反应后,加入石灰乳,调溶液pH = 4.7。
III.再加入阳离子吸附剂,静置后过滤。
IV.滤液蒸发浓缩,冷却结晶,获得MnSO4晶体。
【资料】部分阳离子形成氢氧化物沉淀的pH
离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Pb2+ |
开始沉淀时的pH | 7.6 | 2.7 | 3.8 | 8.3 | 8.0 |
完全沉淀时的pH | 9.7 | 3.7 | 4.7 | 9.8 | 8.8 |
(1)I中向软锰矿浆中通入SO2生成MnSO4,该反应的化学方程式是________。
(2)II中加入MnO2的主要目的是________;调溶液 pH=4.7,生成的沉淀主要含有________和少量CaSO4。
(3)III中加入阳离子吸附剂,主要除去的离子是________。
(4)用惰性电极电解MnSO4溶液,可以制得高活性MnO2。
①电解MnSO4溶液的离子方程式是________。
②高活性MnO2可用于催化降解甲醛,有关微粒的变化如下图所示,其中X是________,总反应的化学方程式是________。
【答案】 SO2 +MnO2 = MnSO4 将Fe2+氧化为Fe3+除去 Fe(OH)3、Al(OH)3 Pb2+、Ca2+ Mn2+ + 2H2OMnO2 + H2↑ + 2H+ HCO3- HCHO + O2CO2 + H2O
【解析】软锰矿浆(主要成分为MnO2和水,含有Fe2O3、FeO、Al2O3和少量PbO等杂质)通入SO2浸出液的pH<2,MnO2与SO2发生氧化还原反应,其中的金属离子主要是Mn2+,浸出液还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子,Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+,在氧化后的液体中加入石灰乳,杂质中含有Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+四种阳离子,由沉淀的pH范围知,调节pH值4.7,Fe3+、Al3+阳离子通过调pH值,转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,加入阳离子吸附剂,除去Ca2+、Pb2+,过滤,滤液蒸发浓缩,冷却结晶,获得MnSO4晶体。
(1)I中向软锰矿浆中通入SO2生成MnSO4,MnO2与SO2发生氧化还原反应的化学方程式为SO2+MnO2=MnSO4;故答案为:SO2+MnO2=MnSO4;
(2)杂质离子中Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+,加入石灰乳,调节pH值4.7,Fe3+、Al3+阳离子通过调pH值,转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,故生成的沉淀主要为Fe(OH)3、Al(OH)3和少量CaSO4;故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;Fe(OH)3、Al(OH)3;
(3)由题可知通过步骤III得到的溶液为含有锰离子的溶液,此步骤中需要对剩余的金属离子进行了除杂,可以加入阳离子吸附剂,除去Ca2+、Pb2+;故答案为:Ca2+、Pb2+;
(4)①用惰性电极电解酸性MnSO4溶液可制得MnO2,阳极发生氧化反应,Mn2+失去电子转化为MnO2,阴极水得电子发生还原反应生成氢气,总反应离子方程式为:Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+;故答案为:Mn2++2H2OMnO2+H2↑+2H+;
②氧离子与-CHO转化为X,而X与H+生成CO2和H2O,则X表示的粒子是HCO3-,整个过程是甲醛氧化生成二氧化碳与水,该反应的总反应方程式为:HCHO+O2CO2+H2O,故答案为:HCO3-;HCHO+O2CO2+H2O。
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【题目】某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理如图,下列说法正确的是
A.a为O2,b为CH4
B.CO 32-向正极移动
C.此电池在常温时也能工作
D.正极电极反应式为2CO2+O2+4e-=2CO32-
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1molCl2溶于水后溶液中Cl2、HClO、ClO-、Cl-四种粒子总数为2NA
B. 6.4gCu与足量浓硝酸反应生成NO2分子数目为NA
C. 1mol淀粉(C6H10O5)n水解后产生的葡萄糖分子数目为NA
D. 标准状况下,2molNa2O2与44.8LSO2完全反应,转移的电子数目为4NA
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【题目】25 ℃时,合成氨反应的热化学方程式为:N2 (g) +3H2 (g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol
下列叙述正确的是
A. 混合气体的质量不变时,说明该反应一定达到平衡状态
B. 将容器的体积扩大到原来的二倍,υ(正)减小,υ(逆)增大,平衡向左移动
C. 催化剂既能提高N2的转化率,又能缩短达到平衡所需时间,提高生产效益
D. 在密闭容器中放入1 mol N2和3 mol H2进行反应,测得反应放出的热量小于92.4 kJ
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【题目】已知: 25℃、101 kPa下:① 2 Na(s) + 1/2 O2(g) = Na2O(s) △H1 = - 414 kJ / mol
② 2 Na(s) + O2(g) = Na2O2(s) △H2 = - 511 kJ / mol
下列说法正确的是
A. ①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B. ①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同
C. 常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D. 25℃、101 kPa下,Na2O2(s) + 2 Na(s) = 2 Na2O(s) △H = -317 kJ / mol
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【题目】温度会影响微生物的生存和繁殖.下表为大肠杆菌在不同温度下繁殖l代所用的时间(min).根据表格可直接得出哪项结论( )
温度 | 10℃ | 15℃ | 20℃ | 25℃ | 30℃ | 35℃ | 40℃ | 45℃ | 50℃ | ||
时间 | 860 | 120 | 90 | 40 | 29 | 22 | 1 | 5 | 2 | 0 | 80 |
A.10℃时细菌繁殖最快 B.温度越高酶活性越强
C.低温可抑制细菌繁殖 D.酶的活性受时间控制
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【题目】反应4A(s)+3B(g)═2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少0.6mol/L.对此反应速率的表示正确的是( )
A.用A表示的反应速率是0.4 mol(Lmin)﹣1
B.分别用B,C,D表示的反应速率其比值是3:2:1
C.在2min末的反应速率,用B表示是0.3 mol(Lmin)﹣1
D.在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的
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【题目】用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJmol-1
已知NO、 NO2混合气体的密度是相同条件下氢气密度的17倍,16g甲烷和该混合气体恰好完全反应生成N2、 CO2、H2O(g)放出1042.8 kJ的热量,则△H1是( )
A.-574kJmol-1 B.-691.2kJmol-1 C.-867kJmol-1 D.-925.6kJmol-1
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【题目】某同学学习了化学反应速率后,联想到曾用H2O2制备氧气,于是设计了下面的实验方案并进行实验探究。
实验编号 | 反 应 物 | 催 化 剂 |
甲 | 试管中加入3 mL 2﹪ H2O2溶液和3滴蒸馏水 | 无 |
乙 | 试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴蒸馏水 | 无 |
丙 | 试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴蒸馏水 | 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 |
丁 | 试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴稀盐酸溶液 | 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 |
戊 | 试管中加入3 mL 5﹪ H2O2溶液和3滴NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液 |
【查阅资料】过氧化氢(H2O2),其水溶液俗称双氧水,常温下是一种无色液体,性质比较稳定。在加热的条件下,它能分解生成氧气。研究表明,将新制的5﹪的H2O2溶液加热到65℃时就有氧气放出,加热到80℃时就有较多氧气产生。
(1)上述实验发生反应的化学方程式为 。
(2)实验甲和实验乙的实验目的是 ;
实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是 。
(3)请根据该同学查阅的资料分析H2O2的性质,解释实验甲和实验乙能否达到实验目的? 。
(4)实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集,并在2分钟内6个时间点对注射器内气体进行读数,记录数据如下表。
时间/s | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | |
气体体积/mL | 实验丙 | 9.5 | 19.5 | 29.0 | 36.5 | 46.0 | 54.5 |
实验丁 | 8.0 | 16.0 | 23.5 | 31.5 | 39.0 | 46.5 | |
实验戊 | 15.5 | 30.0 | 44.5 | 58.5 | 71.5 | 83.0 |
①对实验戊,0~20 s的反应速率v1= mL/s,100~120 s的反应速率v2= mL/s。
不考虑实验测量误差,二者速率存在差异的主要原因是 。
②如右图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图像。曲线c表示的是实验 (填“丙”、“丁”或“戊”)。
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