【題目】用海底錳結(jié)核(主要成分為MnO2,含少量MgOFe2O3、Al2O3SiO2)為原料,制備金屬錳、鎂的一種工藝流程路線如下:

已知:①幾種難溶物的溶度積(25℃)如下表所示:

化學(xué)式

Mg(OH)2

Mn(OH)2

Al(OH)3

Fe(OH)3

Ksp

1.8×10-11

1.8×10-13

1.0×10-33

4.0×10-38

②溶液中某離子濃度≤1.0×10-6mol·L-1時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全。

完成下列問題:

(1)“錳結(jié)核粉末”中MnO2SO2反應(yīng)的離子方程式為_____。

(2)“濾液1”中c(Mn2+)0.18mol·L-1,則“調(diào)節(jié)pH”的范圍為_______,“濾渣2”的成分為______。

(3)”處“萃取劑”萃取的成分是___;“”處用“鹽酸反萃”的作用是____。

(4)MgCl2·6H2O制取無水MgCl2時(shí),需要在干燥的HCl氣流中加熱分解。HCl的作用為__________

(5)該工藝流程中除電解余液可循環(huán)利用外,還能循環(huán)利用的試劑為____。

(6)一種海生假單孢菌(采自太平洋深海處),在無氧條件下以醋酸為電子供體還原MnO2生成Mn2+的機(jī)理如圖所示。寫出反應(yīng)②③的總反應(yīng)的離子方程式____________

【答案】MnO2+SO2=Mn2++SO 5≤pH8 Fe(OH)3、Al(OH)3 Mg2+ 使Mg2+與萃取劑分離轉(zhuǎn)化為MgCl2 抑制MgCl2水解 萃取劑或有機(jī)相2 MnO2+2HX=Mn2++2X+2OH-

【解析】

錳結(jié)核(主要成分為MnO2,含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)加入H2SO4進(jìn)行酸浸,將MgO、Fe2O3、Al2O3轉(zhuǎn)化為Mg2+、Fe3+、Al3+,并通入SO2MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2+,自身被氧化為,SiO2不與二氧化硫和硫酸反應(yīng),則濾渣1中主要為SiO2,濾液1中主要含有Mg2+、Fe3+Al3+、Mn2+,調(diào)節(jié)濾液1pH值,使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3、Fe(OH)3過濾除去,則濾渣2主要含有Al(OH)3、Fe(OH)3,濾液2主要含有Mg2+、Mn2+的溶液,向?yàn)V液2加入有機(jī)萃取劑,溶液分層,分液后有機(jī)相1中主要含有Mg2+,水相1中主要含有Mn2+,向有機(jī)相1中加入鹽酸進(jìn)行反萃取,Mg2+從有機(jī)相1轉(zhuǎn)入水相2,形成含有MgCl2的酸性溶液,對(duì)水相2蒸發(fā)結(jié)晶得到MgCl26H2O,在干燥的HCl氣流中加熱分解得到MgCl2,再進(jìn)行熔融電解得到金屬鎂,對(duì)水相1進(jìn)行電解得到金屬錳單質(zhì)和H2SO4,電解后的溶液中含有H2SO4,可返回步驟Ⅰ酸浸使用,據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)分析,錳結(jié)核粉末MnO2SO2反應(yīng),SO2MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2+,自身被氧化為,離子方程式為MnO2+SO2=Mn2++SO;

(2)調(diào)節(jié)濾液1pH值,使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3、Fe(OH)3過濾除去,濾液1”Mn2+Mg2+不能形成沉淀,溶液中某離子濃度≤1.0×10-6mol·L-1時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,當(dāng)Al3+完全沉淀時(shí),Fe3+已經(jīng)完全沉淀,此時(shí)溶液中c(OH-)==1.0×10-9mol·L-1,pOH=9,則pH=14- pOH=5;根據(jù)Ksp[Mn(OH)2]= 1.8×10-13,Ksp[Mg(OH)2]= 1.8×10-11,當(dāng)濾液1”c(Mn2+)0.18mol·L-1時(shí),溶液中c(OH-)==1.0×10-6mol·L-1,pOH=6,則pH=14- pOH=8,則調(diào)節(jié)pH”的范圍為8;根據(jù)分析,濾渣2”的成分為Fe(OH)3Al(OH)3;

(3)根據(jù)分析,萃取劑萃取的成分是Mg2+;處用鹽酸反萃的作用是使Mg2+與萃取劑分離轉(zhuǎn)化為MgCl2

(4)MgCl2屬于強(qiáng)酸弱堿鹽,高溫下,促進(jìn)Mg2+發(fā)生水解生成Mg(OH)2,在干燥的HCl氣流中加熱分解,可以抑制MgCl2水解;

(5)根據(jù)分析,向有機(jī)相1中加入鹽酸進(jìn)行反萃取,Mg2+從有機(jī)相1轉(zhuǎn)入水相2,分液后得到有機(jī)相2,即為萃取劑,則該工藝流程中除電解余液可循環(huán)利用外,還能循環(huán)利用的試劑為萃取劑或有機(jī)相2

(6)根據(jù)圖示,反應(yīng)②為:Mn3++ HX= Mn2++X+H+,反應(yīng)③為:Mn2++ MnO2+2H2O=4OH-+2 Mn3+,②×2+③可得,反應(yīng)②③的總反應(yīng)的離子方程式MnO2+2HX=Mn2++2X+2OH-

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室模擬用溶液和溶液混合制備,再將所得溶液混合,可制備草酸合銅酸鉀晶體。通過下述實(shí)驗(yàn)確定該晶體的組成。

步驟Ⅰ 稱取樣品,放入錐形瓶,加入適量稀硫酸,微熱使樣品溶解,再加入水加熱,用溶液滴定至終點(diǎn),消耗溶液。

步驟Ⅱ 將步驟Ⅰ的溶液充分加熱,使淡紫紅色消失,溶液最終顯示藍(lán)色。冷卻后,調(diào)節(jié)并加入過量固體,與反應(yīng)生成沉淀和,以淀粉作指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液。

已知:;

;

回答下列問題:

1)室溫下,,溶液________7(填“>”“<”“=”)。

2)步驟Ⅱ中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為________

3)步驟Ⅱ中若消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏大,可能的原因有________(填字母)。

A.滴定前未將待測(cè)溶液充分加熱

B.錐形瓶水洗后未干燥

C.標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管水洗后未潤(rùn)洗

D.滴定時(shí)錐形瓶中有液體濺出

4)通過計(jì)算確定該晶體的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程)。

________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CuSO4是一種重要的化工原料,其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法不正確的是

A.途徑①所用混酸中H2SO4HNO3物質(zhì)的量之比最好為23

B.相對(duì)于途徑①、③,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想

C.已知1molCuSO41100℃所得混合氣體XSO2O2,則O20.75mol

D.Y可以是葡萄糖

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:A、BC、D、EF是周期表中前36號(hào)元素,A是原子半徑最小的元素,B元素基態(tài)原子的2P軌道上只有兩個(gè)電子,C元素的基態(tài)原子L層只有2對(duì)成對(duì)電子,D是元素周期表中電負(fù)性最大的元素,E2+的核外電子排布和Ar原子相同,F的核電荷數(shù)是DE的核電荷數(shù)之和。

請(qǐng)回答下列問題:

1分子式為BC2的空間構(gòu)型為__ __;F2+的核外電子排布式為

2A分別與B、C形成的最簡(jiǎn)單化合物的穩(wěn)定性B____C(填大于小于);A、C兩元素可組成原子個(gè)數(shù)比為11的化合物,C元素的雜化類型為 。

3A2C所形成的晶體類型為_ ___F單質(zhì)形成的晶體類型為 ,其采用的堆積方式為

4F元素氧化物的熔點(diǎn)比其硫化物的____(填),請(qǐng)解釋其原因____

5DE可形成離子化合物,其晶胞結(jié)構(gòu)如右圖。該離子化合物晶體的密度為pgcm。3,則晶胞的體積是 。(用含p的代數(shù)式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有關(guān)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法中不正確的是(

A.NaCl 晶體中,距Na 最近的Cl 形成正八面體

B. 晶體中,每個(gè)晶胞平均占有4 個(gè)Ca2+

C.在金剛石晶體中,碳原子與碳碳鍵個(gè)數(shù)的比為12

D.該氣態(tài)團(tuán)簇分子的分子式為EFFE

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】過氧化氫是重要的化工產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成、醫(yī)療消毒等領(lǐng)域。

(1)過氧化氫的電子式為_____________。

(2)工業(yè)上電解硫酸氫鹽溶液得到過二硫酸鹽(),過二硫酸鹽水解生成H2O2溶液和硫酸氫鹽,生成的硫酸氫鹽可以循環(huán)使用。電解硫酸氫鹽溶液時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為_______。寫出過二硫酸鹽水解的離子方程式________。

(3)298K時(shí),實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)在不同濃度時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率如表:

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

1

2

3

4

c(HI) /molL-1

0.100

0.200

0.300

00.100

0.100

c(H2O2)/molL-1

0.100

0.100

0.100

0.200

0.300

v//molL-1s-1

0.007 60

0.015 3

0.022 7

0.015 1

0.022 8

已知速率方程為,其中k為速率常數(shù)。

根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷:a=_______,b=________。

(4)“大象的牙膏實(shí)驗(yàn)是將濃縮的過氧化氫與肥皂液混合,再滴加少量碘化鉀溶液,即可觀察到泡沫狀物質(zhì)像噴泉一樣噴涌而出。反應(yīng)中H2O2的分解機(jī)理為:

此反應(yīng)過程中無催化劑和有催化劑的能量變化關(guān)系圖像如圖所示:

則表示慢反應(yīng)的曲線是__________(“a”“b”)。

1mol H2O2分解放出熱量98 kJ,則H2O2分解的熱化學(xué)方程式為_________________。

(5)某科研團(tuán)隊(duì)研究體系(其中)氧化苯乙烯制取苯甲醛,反應(yīng)的副產(chǎn)物主要為苯甲酸和環(huán)氧苯乙烷。一定條件下,測(cè)得一定時(shí)間內(nèi)溫度對(duì)氧化反應(yīng)的影響如圖:

注:苯乙烯轉(zhuǎn)化率苯甲醛選擇性

80℃時(shí)苯乙烯的轉(zhuǎn)化率有所降低,其原因可能是_______

②結(jié)合苯乙烯的轉(zhuǎn)化率,要獲得較高的苯甲醛產(chǎn)率,應(yīng)該選擇的溫度為_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Cu—Mn—Al合金為磁性形狀記憶合金材料之一,可用來制作各種新型的換能器、驅(qū)動(dòng)器、敏感元件和微電子機(jī)械操縱系統(tǒng)。

(1)下列狀態(tài)的鋁中,最外層電離出一個(gè)電子所需能量最小的是______(填標(biāo)號(hào))。

A. B.

C. D.

(2)AlCl3是某些有機(jī)反應(yīng)的催化劑,如苯與乙酰氯反應(yīng)的部分歷程為:

①乙酰氯分子中碳原子的雜化類型為____。

②乙酰氯分子中∠CCCl___120°(“>”、“=”“<”),判斷理由是_______

的空間構(gòu)型為________

(3)溫度不高時(shí)氣態(tài)氯化鋁為二聚分子(其結(jié)構(gòu)如圖所示)。

寫出Al2Cl6的結(jié)構(gòu)式并標(biāo)出配位鍵______。

(4)Cu—Mn—合金的晶胞如圖a所示,該晶胞可視為MnAl位于Cu形成的立方體體心位置,圖b是沿立方格子對(duì)角面取得的截圖。

①若A原子的坐標(biāo)參數(shù)為(0,0,0),C(11,1),則B原子的坐標(biāo)參數(shù)為_____

②由晶胞可知該合金的化學(xué)式為_____。

③已知r(Cu)≈r(Mn)=127pm,r(Al)=143pm,則Cu原子之間的最短核間距離為____pm

④該晶胞的密度為_____g·cm-3。(列出計(jì)算式即可,阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】亞硫酸鹽是一種常見的食品添加劑。為檢驗(yàn)?zāi)呈称分衼喠蛩猁}含量(通常以1kg樣品中含SO2質(zhì)量計(jì)),某研究小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:

I.稱取樣品Wg后加入足量稀硫酸;

II.I中產(chǎn)生的SO2用足最H2O2溶液吸收;

III.II所得溶液用0.lmolL-1氫氧化鈉溶液滴定,消耗體積為VmL;

IV.數(shù)據(jù)處理。

下列是小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、分析及數(shù)據(jù)處理,其中正確的是( )

A.步驟I中可用稀硝酸代替稀硫酸

B.1kg樣品中含SO2的質(zhì)量為g

C.若用溴水替換II中的氧化劑“H2O2溶液,對(duì)測(cè)定結(jié)果無影響

D.步驟I中生成的SO2殘留在裝置中未被H2O2溶液吸收,可能導(dǎo)致測(cè)得亞硫酸鹽含量偏低

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】分別調(diào)節(jié)0.01mol·L1HCOOH溶液、0.01mol·L1氨水的pH,系統(tǒng)中微粒濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值(-lgc)pH的關(guān)系分別如下圖所

下列說法錯(cuò)誤的是

A. 25時(shí),NH3·H2ONH4++OH的lgK=-4.7

B. 25時(shí),0.01mol·L1HCOOH溶液的pH為3.7

C. HCOONa溶液中加入NH4Cl至溶液呈中性:c(Cl)>c(Na+)>c(HCOO)

D. HCOONa溶液中加入KHSO3至溶液呈中性:c(HCOOH) +c(H2SO3) = c(SO32)

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