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用菱锰矿(MnCO3)常含有Fe2O3、FeO、HgCO3·2HgO等杂质,工业常用菱锰矿制取锰,工艺流程如下:

请回答下列问题:
(1)向粗液1中加入的水最后需要          方法才能达到技术要求。
(2)流程中用的空气是用膜分离法制备的富氧空气,该方法的原理是           。
(3)净化剂主要成分为(NH4)2S,粗液2中发生主要反应的离子方程式为        。
(4)写出阳极的电极反应式          。说明电解液循环的原因              。
(5)写出铝热法炼锰的化学方程式                             。

(1)蒸馏 (2)空气中的氧气和氮气透过分离膜的能力不同  
(3)Hg2++S2?= HgS↓ 
(4)Mn2++2H2O-2e?=MnO2+4H+;回收未反应的Mn2+,提高二氧化锰的产率。
(5)3MnO2+4Al2Al2O3+3Mn (2分 )

解析试题分析:分析题给信息知,菱锰矿的主要成分是碳酸锰,含有Fe2O3、FeO、HgCO3?2HgO等杂质,向菱锰矿加硫酸,生成硫酸汞、硫酸锰、硫酸亚铁和硫酸铁,加液氯,将亚铁离子氧化为铁离子,通过调节pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去,净化剂可将重金属离子转化为沉淀,净液主要含硫酸锰,电解时锰离子放电生成二氧化锰,然后利用铝热反应制备Mn。(1)向粗液1中加入的水最后需要蒸馏达到浓缩的目的,使溶质的浓度增大;(2)流程中用的空气是用膜分离法制备的富氧空气,其原理为空气中的氧气和氮气透过分离膜的能力不同;(3)粗液2中加净化剂(NH4)2S发生主要反应的离子方程式为Hg2++S2-=HgS↓;(4)净液主要含硫酸锰,电解时锰离子放电生成二氧化锰,则阳极反应式为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;电解液循环利用是因回收未反应的Mn2+,提高二氧化锰的产率;(5)铝热法炼锰的化学方程式为3MnO2+4Al2Al2O3+3Mn。
考点:考查化学与技术。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

工业上常以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。
(1)已知将MnO2、ZnS浸在硫酸溶液中有少量黄色物质析出,写出并配平该化学反应方程式:                                                     。
(2)在酸浸的过程中还会发生以下反应:
a. 3MnO2 +2FeS +6H2SO4=3MnSO4 +Fe2(SO4)3+2S+ 6H2O
b. MnO2+CuS+4H2SO4=MnSO4+CuSO4+S+2H2O      
c. Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
将酸浸所得的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液(Ⅳ),电解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn。

①操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑、
Zn+Cu2+=Zn2++Cu、                             。
②操作②中加入适量X的作用是:                         。
③操作③中所加碳酸盐的化学式是:                 。
(3)为了从上述流程中产生的Fe(OH)3 、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,某化学兴趣小组设计了如下两种方案图。
方案Ⅰ

方案Ⅱ

①方案Ⅰ中,AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3的离子方程式为:
                                。若总共得到n molAl(OH)3,则消耗的NaOH和HCl的理论量分别为:               mol、               mol。
②从消耗酸碱的用量角度考虑,方案    (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)所消耗的酸碱少些。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

电子级钴的氧化物用于半导体工业和电子陶瓷等领域,是一种纯度很高的氧化物。其工业制取流程如下:

(1)实验室过滤所需的仪器有铁架台、铁圈、烧杯、          和漏斗。
(2)滤渣A的成分除过量的Co3(PO4)3和Fe(OH)3外还有          (填化学式),加入CO3(PO4)2的目的是                。
(3)Co与稀硝酸反应生成 Co2+的离子方程式为:               。
(4)滤渣B经过反复洗涤、干燥后,进行灼烧,其热重分析图如下:写出下列化学反应方程式:

①AB段:                      ;
②BC段                    。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质),并用来生产ZnSO4·6H2O晶体,其工艺流程如下,有关氢氧化物沉淀时的pH如下表。
 

氢氧化物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
3.3
1.5
6.5
5.4
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.7
8.0
 
(1)上述工艺流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有            。
(2)在“除杂Ⅰ”步骤中,需再加入适量H2O2溶液的目的是                               。
为使Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全,而Zn(OH)2不沉淀,应控制溶液的pH范围为         。
为控制上述PH范围可选择加入的试剂或药品是          。
A.ZnO        B.氨水        C.固体NaOH        D.ZnCO3
(3)在“除杂Ⅱ”步骤中,加入Zn粉的作用是             。“操作A”的名称是       。
(4)常温下,已知Ksp〔Cu(OH)2〕=2×10-20,某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液pH大于       。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

蓝铜矿主要含xCuCO3·yCu(OH)2,还含有少量Fe的化合物,工业上以蓝铜矿为原料制备Cu、CaCO3和CuSO4.5H2O。具体方法步骤如下:

已知:

金属离子
Fe3+
Fe2+
Cu2+
pH
氢氧化物开始沉淀
1.9
7.0
4.7
氢氧化物完全沉淀
3.2
9.0
6.7
 
(1)蓝铜矿的主要成分与焦炭高温条件可以生成铜、二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式
                                                                     。
(2)从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂①为            (填代号)。
a.KMnO4     b.K2Cr2O7    c.H2O2      d.氯水
(3)在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液pH,则pH的范围为           。
(4)由溶液C获得CuSO4.5H2O,需要经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作,加热蒸发至         时停止加热。
(5)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通人(或加入)试剂②,则试剂②可以是            
(填代号);
a.氨水        b.盐酸       c.水蒸气      d.NaOH溶液
如果不加人试剂②,则CaCl2溶液不能与CO2反应生成CaCO3,请依据难溶电解质的沉淀溶解平衡原理分析可能的原因                                                                 。
(6)为确定试剂①的用量,需测定溶液A中Fe2+的浓度。实验操作为:准确量取20.00mL 溶液A于锥形瓶中,用0.01200 mol/L的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液15.00 mL,则溶液A中Fe2+的浓度为                  。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β­锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:

已知:部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:

氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
开始沉淀pH
2.7
3.7
9.6
完全沉淀pH
3.7
4.7
11
 
请回答下列问题:
(1)写出反应Ⅰ中有电子转移的化学方程式_________________________;
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_______________;
(3)有同学认为在反应Ⅲ中只需加入碳酸钠溶液也能达成该步骤的目的,请阐述你的观点和理由  ____________;
(4)上述流程蒸发浓缩环节,若在实验室进行该操作,当蒸发浓缩至________出现时,就可停止该操作。
(5)Li与Mg、Be与Al、B与Si这三对元素在周期表中处于对角线位置,相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为对角线规则。步骤③中电解时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是___________。
(6)请设计一种从水洗后的矿泥中分离出Al2O3的流程:
(流程常用的表示方式为:)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:

生成氢氧化物沉淀的pH

 
Mg(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
9.4
6.3
1.5
完全沉淀时
12.4
8.3
2.8
 
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为                         。
(2)加氨水调节溶液的PH范围为               。
(3)滤渣2 的成分是           (填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↓+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体是          (填化学式)。
②B中盛放的溶液是          (填字母)。
a.NaOH 溶液 b.Na2CO3溶液  c.稀硫酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:                             。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

军用光敏材料KxFe(C2O4)y·3H2O(Fe为+3价)的实验室制备和测定其组成的方法如下所示:
Ⅰ.制备:

(1)用K2C2O4和FeCl3制备光敏材料的反应属于________(填序号)。
①离子反应 ②非氧化还原反应 ③氧化还原反应 ④化合反应
(2)结晶时应将饱和溶液放在黑暗处等待晶体的析出,这样操作的原因是_________。
(3)操作4的实验操作有____________。
Ⅱ.组成测定:
称取一定质量实验所得的晶体置于锥形瓶中,加足量蒸馏水和稀H2SO4,将C2O42-完全转化为H2C2O4,用0.10 mol·L-1 KMnO4溶液进行滴定,消耗KMnO4溶液24.00 mL时恰好完全反应(酸性条件下MnO4-的还原产物是Mn2+);再加入适量的还原剂,将Fe3+完全转化为Fe2+,用KMnO4溶液继续滴定,当Fe2+完全氧化时,用去KMnO4溶液4.00 mL。
(4)高锰酸钾氧化H2C2O4和Fe2+的离子方程式分别是___________; ________。
(5)配制100 mL 0.10 mol·L-1 KMnO4溶液及在上述滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外,还有________和________(写名称)。
(6)通过计算,该化合物的化学式是____________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

高纯超微细草酸亚铁可用于合成新型锂电池电极材料,工业上可利用提取钛白粉的副产品绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4
Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4+2H2O
(1)绿矾中含有一定量的TiOSO4杂质。将绿矾溶于稀硫酸,加入铁粉、搅拌、充分反应并保持一段时间,过滤,可得纯净的FeSO4溶液。在上述过程中,TiOSO4能与水反应转化为H2TiO3沉淀,写出该反应的化学方程式:   ;加入铁粉的作用有   、   。
(2)由纯净的FeSO4溶液制取FeC2O4时,需在真空环境下进行,原因是   。
FeC2O4生成后,为提高产品纯度,还需调节溶液pH=2,若pH过低,则导致
FeC2O4的产率   (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(3)将含有FeC2O4的混合液过滤,将产品先用水洗涤,再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是   、   。
(4)某研究小组欲从某化工残渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备较纯净的FeSO4溶液,再合成FeC2O4。请补充完整由该化工残渣制备较纯净的FeSO4溶液的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量该化工残渣中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤,   ,过滤,得到较纯净的FeSO4溶液。

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