以软锰矿粉(含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)为原料制备电池级MnO2。
(1)浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液,加入三颈瓶中(如图)。70℃下通过分液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。滴液漏斗中的溶液是_______ ;MnO2转化为Mn2+的离子方程式为_______ 。(2)除杂。向已经除去Fe、Al、Si的MnSO4溶液(pH约为5)中加入NH4F溶液,溶液中Ca2+、Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清夜中c(F-)=0.05mol/L,则=_____ [Ksp(MgF2)=5×10-11,Ksp(CaF2)=5×10-9]
(3)写出基态Mn核外价层电子排布式___________ 。
(4)制备MnCO3。在搅拌下向100mL1mol/LMnSO4溶液中缓慢滴加1mol/LNH4HCO3溶液,过滤、洗涤、干燥,得到MnCO3固体。需加入NH4HCO3溶液的体积约为_______ 。
(1)浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液,加入三颈瓶中(如图)。70℃下通过分液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。滴液漏斗中的溶液是
(3)写出基态Mn核外价层电子排布式
(4)制备MnCO3。在搅拌下向100mL1mol/LMnSO4溶液中缓慢滴加1mol/LNH4HCO3溶液,过滤、洗涤、干燥,得到MnCO3固体。需加入NH4HCO3溶液的体积约为
更新时间:2024-05-08 16:14:38
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解答题-工业流程题
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【推荐1】稀土有工业“黄金”之称,我国稀土资源丰富。目前从氟碳铈矿(主要化学成分为CeFCO3)提取铈族稀土元素的冶炼处理工艺已经发展到十几种,其中一种提取铈的工艺流程如下:
已知:①焙烧后烧渣中含+4 价的铈及+3 价的其他稀土氟氧化物;
②Ce4+能与 S 结合成[CeSO4 ]2+,Ce4+能被萃取剂[(HA)2 ]萃取。
请回答下列问题:
(1)CeFCO3中,Ce 元素的化合价为________________________ 。
(2)“酸浸Ⅰ”过程中 CeO2转化为 Ce3+,且产生黄绿色气体,用稀硫酸和 H2O2,替换 HCl 就不会造成环境污染。则稀硫酸、H2O2与 CeO2反应的离子方程式为_____________ 。
(3)“沉淀”步骤中发生的反应为 Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)=3KBF4(s)+CeCl3 (aq)。则该反应的平衡常数表达式为:____________________ (用实际参加反应的离子表示)。
(4)浸出液”中含有少量 Ce4+及其他稀土元素的离子,可以通过“萃取”与“反萃取”作进一步分离、富集各离子。“萃取”时 Ce4+与萃取剂[(HA)2]存在的反应为Ce4++n(HA)2Ce(H2n-4A2n)+4H + 。 用 D 表示 Ce4 + 分别在有机层中与水层中存在形式的浓度之比: D = ,其他条件不变,在浸出液中加入不同量的 Na2SO4以改变水层中的 c(S),D 随浸出液中 c(S)增大而减小的原因是:________________________ 。
(5)CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧, 在尾气消除过程中发生着 CeO2CeO2(1-x)+xO2↑(0≤x≤0.25)的循环。写出 CeO2消除 CO 尾气的化学方程式:________________________________ 。
已知:①焙烧后烧渣中含+4 价的铈及+3 价的其他稀土氟氧化物;
②Ce4+能与 S 结合成[CeSO4 ]2+,Ce4+能被萃取剂[(HA)2 ]萃取。
请回答下列问题:
(1)CeFCO3中,Ce 元素的化合价为
(2)“酸浸Ⅰ”过程中 CeO2转化为 Ce3+,且产生黄绿色气体,用稀硫酸和 H2O2,替换 HCl 就不会造成环境污染。则稀硫酸、H2O2与 CeO2反应的离子方程式为
(3)“沉淀”步骤中发生的反应为 Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)=3KBF4(s)+CeCl3 (aq)。则该反应的平衡常数表达式为:
(4)浸出液”中含有少量 Ce4+及其他稀土元素的离子,可以通过“萃取”与“反萃取”作进一步分离、富集各离子。“萃取”时 Ce4+与萃取剂[(HA)2]存在的反应为Ce4++n(HA)2Ce(H2n-4A2n)+4H + 。 用 D 表示 Ce4 + 分别在有机层中与水层中存在形式的浓度之比: D = ,其他条件不变,在浸出液中加入不同量的 Na2SO4以改变水层中的 c(S),D 随浸出液中 c(S)增大而减小的原因是:
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解答题-工业流程题
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(0.65)
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【推荐2】钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种金属腐蚀抑制剂。下图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。
回答下列问题:
(1)Na2MoO4·2H2O中钼元素的化合价是___________ ;在焙烧炉中,空气从炉底进入,矿石经粉碎后从炉项进入,这样处理的目的是___________ 。
(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3,写出该反应的化学方程式:___________ ,反应中氧化产物是___________ (填化学式)。
(3)“浸取”时含钼化合物发生反应的离子方程式为___________ ;“结晶”前需向滤液中加入Ba(OH)2固体以除去。若滤液中c(MoO)=0.40mol/L,c()=0.10mol/L,当BaMoO4开始沉淀时,的去除率是___________ %[已知:Ksp(ВaCO3)=1×10-9、Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]。
(4)“分析纯”的钼酸钠常用钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取,若将该反应产生的气体与流程中所产生的气体一起通入水中,得到正盐的化学式为___________ 。
回答下列问题:
(1)Na2MoO4·2H2O中钼元素的化合价是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性能的不锈钢,CrO3 大量地用于电镀工业中。
(1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。
图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
(2)最近赣州酒驾检查特别严,利用 CrO3具有强氧化性,有机物(如酒精)遇到 CrO3时,猛烈反应,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3],另该过程中乙醇被氧化成乙酸,从而增强导电性,根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
(3)虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀,但生产成本高,生活中很多情况下还是直接使用钢铁,但易腐蚀,利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关 K 应置于________ 处。若 X 为锌,开关K 置于________ 处。
(4)CrO3和 K2Cr2O7均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因。净化处理方法之一是将含+6 价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入 适量的 NaCl 进行电解:阳极区生成的 Fe2+和发生反应,生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极区与OH-结合生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)3 = 3.0×10-31, KspCr(OH)3 = 6.0×10-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10-6 mol·L1,则溶液中c(Cr3+)为______________ mol·L-1。
(1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。
图 2 装置中铬电极的电极反应式
(2)最近赣州酒驾检查特别严,利用 CrO3具有强氧化性,有机物(如酒精)遇到 CrO3时,猛烈反应,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3],另该过程中乙醇被氧化成乙酸,从而增强导电性,根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为
(3)虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀,但生产成本高,生活中很多情况下还是直接使用钢铁,但易腐蚀,利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关 K 应置于
(4)CrO3和 K2Cr2O7均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因。净化处理方法之一是将含+6 价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入 适量的 NaCl 进行电解:阳极区生成的 Fe2+和发生反应,生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极区与OH-结合生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)3 = 3.0×10-31, KspCr(OH)3 = 6.0×10-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10-6 mol·L1,则溶液中c(Cr3+)为
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【推荐1】某研究小组利用离子交换法测定难溶物碘化铅的Ksp。
(1)碘化铅饱和溶液的配制:向Pb(NO3)2溶液中加入过量的KI溶液,过滤、洗涤。将所得固体溶于经煮沸除去CO2的蒸馏水中,充分搅动并放置过夜,达到沉淀溶解平衡后过滤。
①下列玻璃仪器中,过滤时不需要使用的是_______ (填名称)。
②洗涤的目的是防止沉淀表面吸附的_______ (填“K”或“I-”)对实验结果造成干扰。
(2)离子交换和洗涤:用移液管准确量取25.00 mL碘化铅饱和溶液,分几次将其转移至氢型离子交换柱内(如下图所示),发生反应。用一个250 mL的干净锥形瓶盛接流出液。待溶液流出后,再用蒸馏水淋洗树脂,将淋洗液一并放入锥形瓶中。
①移液管需用饱和_______ (填化学式)溶液提前润湿。
②用蒸馏水淋洗树脂时,流出液呈_______ (填“酸”“碱”或“中”)性则已淋洗充分。
(3)滴定:将锥形瓶中的流出液用0.005 mol/L NaOH标准溶液滴定,到达滴定终点时消耗标准溶液的体积为15.00 mL。
①几种指示剂的变色范围如下表,则本实验的最佳指示剂为_______ 。
②滴定终点的现象为_______ 。
(4)数据处理:由实验数据可知此温度下,碘化铅的Ksp=_______ 。
(5)误差分析:判断下列操作对Ksp测定结果的影响(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
①溶解碘化铅固体的蒸馏水未经煮沸:_______ 。
②若滴定完成后,滴定管尖端处留有气泡:_______ 。
(1)碘化铅饱和溶液的配制:向Pb(NO3)2溶液中加入过量的KI溶液,过滤、洗涤。将所得固体溶于经煮沸除去CO2的蒸馏水中,充分搅动并放置过夜,达到沉淀溶解平衡后过滤。
①下列玻璃仪器中,过滤时不需要使用的是
②洗涤的目的是防止沉淀表面吸附的
(2)离子交换和洗涤:用移液管准确量取25.00 mL碘化铅饱和溶液,分几次将其转移至氢型离子交换柱内(如下图所示),发生反应。用一个250 mL的干净锥形瓶盛接流出液。待溶液流出后,再用蒸馏水淋洗树脂,将淋洗液一并放入锥形瓶中。
①移液管需用饱和
②用蒸馏水淋洗树脂时,流出液呈
(3)滴定:将锥形瓶中的流出液用0.005 mol/L NaOH标准溶液滴定,到达滴定终点时消耗标准溶液的体积为15.00 mL。
①几种指示剂的变色范围如下表,则本实验的最佳指示剂为
指示剂 | 变色范围pH | 酸色 | 碱色 |
甲基橙 | 红(pH<3.1) | 黄(pH>4.4) | |
溴百里酚蓝 | 黄(pH<6.0) | 蓝(pH>7.6) | |
百里酚酞 | 无(pH<9.4) | 蓝(pH>10.6) |
(4)数据处理:由实验数据可知此温度下,碘化铅的Ksp=
(5)误差分析:判断下列操作对Ksp测定结果的影响(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
①溶解碘化铅固体的蒸馏水未经煮沸:
②若滴定完成后,滴定管尖端处留有气泡:
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质)。实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:
已知:
(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是___________ 。
(2)酸浸时发生的主要反应的离子方程式为___________ 。
(3)加入NH3·H2O调pH=8可除去___________ (填离子符号),滤渣Ⅱ中主要含___________ (填化学式)。
(4)加入H2C2O4不能过量,其原因是___________ ,当有BaC2O4沉淀生成时,溶液中c(Ca2+):c(Ba2+)=___________ [已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9]。
已知:
Ca2+ | Mg2+ | Fe3+ | |
开始沉淀时的pH | 11.9 | 9.1 | 1.9 |
完全沉淀时的pH | 13.9 | 11.1 | 3.2 |
(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是
(2)酸浸时发生的主要反应的离子方程式为
(3)加入NH3·H2O调pH=8可除去
(4)加入H2C2O4不能过量,其原因是
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】工业上以铬铁矿(FeO·Cr2O3,含Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料制备红矾钠的工艺流程以及可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系分别如图a、b。当c≦1.0×10-5mol·L-1时,可认为已除尽。回答下列问题:
(1)焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行,其目的是___________ 。
(2)焙烧的目的是将FeO·Cr2O3转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,写出焙烧时FeO·Cr2O3发生的化学方程式___________ 。
(3)中和时pH的理论范围为___________ ;酸化的目的是___________ 。
(4)副产品主要是___________ 。
(5)此方法生产过程中会产生大量含的酸性废水,可以用如图c装置处理。向废水中加入适量的NaCl进行电解,被还原为Cr3+然后生成Cr(OH)3沉淀除去,废水则可以达到排放标准。已知Ksp(Cr(OH)3)=1.0×10-32;写出阳极的电极方程式:___________ ;若电解一段时间后,调节pH测得溶液中c(Fe3+)=1.0×10-12mol·L-1,则此时c(Cr3+)=___________ mol·L-1。
(1)焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行,其目的是
(2)焙烧的目的是将FeO·Cr2O3转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,写出焙烧时FeO·Cr2O3发生的化学方程式
(3)中和时pH的理论范围为
(4)副产品主要是
(5)此方法生产过程中会产生大量含的酸性废水,可以用如图c装置处理。向废水中加入适量的NaCl进行电解,被还原为Cr3+然后生成Cr(OH)3沉淀除去,废水则可以达到排放标准。已知Ksp(Cr(OH)3)=1.0×10-32;写出阳极的电极方程式:
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】实验室模拟工业利用某铁矿石(含、、、CaO等)制备磁性胶体的流程如图:
(1)过程Ⅱ的操作名称是_______ ,过程Ⅰ中采用加热、适当增加的浓度等措施,是为了_______ 。
(2)过程Ⅰ得到的滤渣的主要成分的化学式为_______ 。
(3)过程Ⅰ进行了酸溶和过滤,在实验操作中两次用到玻璃棒,玻璃棒在两次操作中的作用分别是_______ 、_______ 。
(4)过程Ⅳ中作还原剂,被氧化为,写出在碱性条件下过程Ⅳ中反应的离子方程式:_______ 。
(5)过程Ⅴ中通入,使部分被氧化为,为了得到1mol纯净的,反应中参加反应的的物质的量为_______ 。
(6)可用表示,是_______ (填“纯净物”或“混合物”),磁性能与HI溶液反应,反应的离子方程式为_______ 。
(1)过程Ⅱ的操作名称是
(2)过程Ⅰ得到的滤渣的主要成分的化学式为
(3)过程Ⅰ进行了酸溶和过滤,在实验操作中两次用到玻璃棒,玻璃棒在两次操作中的作用分别是
(4)过程Ⅳ中作还原剂,被氧化为,写出在碱性条件下过程Ⅳ中反应的离子方程式:
(5)过程Ⅴ中通入,使部分被氧化为,为了得到1mol纯净的,反应中参加反应的的物质的量为
(6)可用表示,是
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解答题-工业流程题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】以、工业(纯度为)为原料,低温提纯制备高纯,其主要实验流程如下:
已知:①无水升华温度约170℃,在空气中会吸水部分水解。
②(三氯氧钒)熔点约78℃,沸点约127℃,易水解生成。
③易溶于碱生成(偏钒酸盐),溶于强酸生成(氧基钒离子)。
(1)“氯化”产物为和,装置如图所示。
①向反应装置中不断通入氩气的目的是_______ ;
②反应温度采用160℃左右的原因是_______ 。
(2)“沉钒”时控制温度为35℃、pH约为1,转化为(多钒酸铵),其离子方程式为。“煅烧”时为避免生成的将产物还原,需采取的措施是_______ 。
(3)氨解沉钒时也可将与氨水作用,生成(为避免反应过于剧烈,需先将一定量溶解于水中配制成钒溶液)。沉钒率与钒溶液浓度、氨解温度的关系分别如图2(横坐标:钒溶液浓度、纵坐标:沉钒率)、图3(横坐标:氨解温度、纵坐标:沉钒率)所示。
①钒溶液中会存在少量颗粒状沉淀,其可能成分为_______ (填化学式)。
②为确定较适宜的沉钒条件,请结合图曲线,补充完整“探究氨水浓度对沉钒率的影响”的实验方案_______ ,使用专用仪器测定并计算沉钒率。(实验中可供选择的试剂:的钒溶液、的钒溶液、的优级纯氨水、高纯水)
已知:①无水升华温度约170℃,在空气中会吸水部分水解。
②(三氯氧钒)熔点约78℃,沸点约127℃,易水解生成。
③易溶于碱生成(偏钒酸盐),溶于强酸生成(氧基钒离子)。
(1)“氯化”产物为和,装置如图所示。
①向反应装置中不断通入氩气的目的是
②反应温度采用160℃左右的原因是
(2)“沉钒”时控制温度为35℃、pH约为1,转化为(多钒酸铵),其离子方程式为。“煅烧”时为避免生成的将产物还原,需采取的措施是
(3)氨解沉钒时也可将与氨水作用,生成(为避免反应过于剧烈,需先将一定量溶解于水中配制成钒溶液)。沉钒率与钒溶液浓度、氨解温度的关系分别如图2(横坐标:钒溶液浓度、纵坐标:沉钒率)、图3(横坐标:氨解温度、纵坐标:沉钒率)所示。
①钒溶液中会存在少量颗粒状沉淀,其可能成分为
②为确定较适宜的沉钒条件,请结合图曲线,补充完整“探究氨水浓度对沉钒率的影响”的实验方案
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
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【推荐3】为探究由3种短周期元素构成的化合物X的性质。完成以下实验:
(1)X的化学式为_______ 。
(2)气体A与足量CuO反应的化学方程式为_______ 。
(3)溶液II通入过量CO2时,发生反应的离子方程式为_______ 、_______ 。
(4)将F溶液通过一系列操作获得结晶水合物(含有结晶水的盐),加热该结晶水合物。将生成的红棕色混合气体(>100°C)全部收集并冷却。气体全部反应无剩余,得到一元强酸E的水溶液(其中E与水的物质的量之比2∶5)写出该结晶水合物的化学式_______ 。
(5)设计实验证明F溶液的阴离子(OH-除外)_______ 。
(1)X的化学式为
(2)气体A与足量CuO反应的化学方程式为
(3)溶液II通入过量CO2时,发生反应的离子方程式为
(4)将F溶液通过一系列操作获得结晶水合物(含有结晶水的盐),加热该结晶水合物。将生成的红棕色混合气体(>100°C)全部收集并冷却。气体全部反应无剩余,得到一元强酸E的水溶液(其中E与水的物质的量之比2∶5)写出该结晶水合物的化学式
(5)设计实验证明F溶液的阴离子(OH-除外)
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