【题目】一种以软锰矿(主要成分为MnO2、SiO2、Al2O3)和黄铁矿(FeS2、SiO2)为原料冶炼金属锰的工艺流程如图所示:
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已知相关金属离子[c(Mn+)=0.1molL-1]形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子 | Fe3+ | Mn2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 2.7 | 8.3 | 3.2 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.8 | 5.0 |
回答下列问题:
(1)MnO2本身不能溶于硫酸,但是在Fe2+的作用下却能溶解,写出该反应的离子方程式:___。
(2)滤渣1的成分除了SiO2外,还有一种淡黄色的物质是___(填化学式)。
(3)除杂步骤中加入的MnCO3的作用是___,该过程需调节溶液pH的范围是___,若把pH调得过高,除了会使锰的产率会降低,其后果还有___。
(4)用惰性电极进行电解,电解刚开始时阴极的电极反应式为___,电解后阳极的电解质溶液可返回___(填“酸浸”“除杂”或“电解”)工序继续使用。
【答案】MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O S 调节溶液的pH,使Fe3+和Al3+完全沉淀 5.0≤pH<8.3 会使Al元素形成AlO2-混入溶液中而无法分离出来 Mn2++2e-=Mn 酸浸
【解析】
在流程中,有硫酸溶解软锰矿和黄铁矿,Al2O3、FeS2溶解产生Al3+、Fe2+,MnO2和SiO2不溶解,根据题(1)(2)可知,MnO2和Fe2+、S22-在硫酸中发生氧化还原反应生成Mn2+、Fe3+和S,使MnO2也溶解在溶液中,所以滤渣I的主要成分有SiO2和S,所得滤液中含有Al3+、Mn2+、Fe2+、Fe3+;然后,向滤液中加入H2O2的目的是为了将Fe2+全部转化为Fe3+,再加入MnCO3,以调节溶液pH至5.0≤pH<8.3,使得Fe3+、Al3+完全沉淀,这样就可以获得纯净的MnSO4溶液,所以滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3;再电解所得的MnSO4溶液即可得到金属Mn。
(1)MnO2具有强氧化性,Fe2+具有还原性,二者在硫酸中发生氧化还原反应:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(2)FeS2中S呈-1价,也具有较强的还原性,可以被MnO2氧化为S,且题中已经告知滤渣1除了SiO2之外,还含有淡黄色物质,则只有S符合题意;
(3)除杂步骤中加入的MnCO3的作用是使Fe3+和Al3+完全沉淀,根据表格提供的信息可知,需要将溶液pH调制的范围为5.0≤pH<8.3;若溶液pH过高,Al(OH)3会形成AlO2-,溶解到溶液中,使得所得的MnSO4溶液含有杂质,无法分离;
(4)电解时,点解质溶液为MnSO4溶液,阴极反应为:Mn2++2e-=Mn,阳极反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,由此可以看出电解产物除了Mn之外,还有H2SO4,故电解后阳极的电解质溶液可返回酸浸工序继续使用。
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【题目】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 由NO2和N2O4组成的平衡体系加压后颜色先变深后变浅
B. 增大压强可加快SO2转化为SO3的速率
C. 黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D. 在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
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【题目】铅蓄电池是最常见的二次电池,它的电池总反应式为:Pb + PbO2 + 4H++ 2SO42-
2PbSO4+ 2H2O。下列说法正确的是
A.充电时,阳极反应为:Pb-2e-+ SO42-= PbSO4
B.放电时,电路中通过2mol电子,负极板减轻207g
C.放电结束后,要使铅蓄电池复原,Pb电极应与外电源正极连接
D.用铅蓄电池电解精炼粗铜,粗铜应与PbO2的电极相接
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【题目】下列说法正确的是( )
A.按系统命名法,
的名称为2,7,7-三甲基-3-乙基辛烷
B.裂化汽油是一种良好的有机溶剂,可以用于清洗衣物油渍和萃取溴水中的卤素
C.DDT的结构简式为
,分子中最多有13个碳原子共平面
D.
的单体是CH3-C≡C-CH3和CH2=CH-CN
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【题目】在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4 (g)
2NO2 (g)△H,随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
(1)反应的△H ___0(填“﹥”或“﹤”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为___________molL-1s-1,反应的平衡常数K为_______molL-1。
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(2)100℃时,在容积为1.00L的容器中,通入1mol NO2(g)和1mol N2O4(g),此时v正_______ v逆(填“>”或“<”或“=”)。
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【题目】有机物N(
)是一种常见的有机合成中间体,在生产中用途广泛。
有机物A为原料合成M和N的路线如下所示:
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已知:I.R-CH=CH2+HBr
R-CH2CH2Br
II.R-CH2-CN
R-CH2-COOH ![]()
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请回答下列问题:
(1)A分子中共面的原子数最多为___________个,-CN的电子式为___________。
(2)②的反应类型为___________,E分子中所含官能团的名称为___________,G的结构简式为______________________。
(3)写出反应⑤的化学方程式__________________________。
(4)写出M在酸性条件下水解的化学方程式______________________。
(5)D的同分异构体中,能发生银镜反应,且能与钠反应放出H2的共有___________种,写出核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:1:2:6的一种同分异构体的结构简式:___________。
(6)结合信息,写出用E和乙醇为原料制备化合物N的合成路线:(其他试剂任选)___________。
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【题目】已知热化学方程式2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H=a kJ/mol。T K时,在2 L恒容密闭容器中充入2mol NO 和2mol CO,保持温度不变,5 min后反应达到平衡状态,此时c(N2)=0.4mol/L。下列说法中错误的是
A.若该反应是放热反应,则a<0
B.用NO表示的平均化学反应速率v(NO)为0.16mol/(L·min)
C.达到化学平衡时,CO的转化率是80%
D.保持温度不变,若再向上述达到平衡的体系中充入2mol NO 和2mol CO,则反应重新达到平衡时c(N2)等于0.8mol/L
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【题目】常温下,某同学将盐酸与氨水等体积混合,混合前两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表。据表分析,下列说法正确的是( )
实验编号 | 氨水浓度/mol·L-1 | 盐酸浓度/mol·L-1 | 混合溶液pH |
① | 0.1 | 0.1 | pH=5 |
② | c | 0.2 | pH=7 |
③ | 0.2 | 0.1 | pH>7 |
A.②中,c=0.2
B.①、③所得溶液中的
:①>③
C.③中所得溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
D.①中所得混合溶液,由水电离出的c(H+)=1×10-9 mol·L-1
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【题目】四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛,是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2++2S2O
+O2+xOH-=Fe3O4↓+S4O
+2H2O。请回答下列问题。
(1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中,还原剂是____________。
(2)反应的化学方程式中x=________。
(3)每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为________mol,被Fe2+还原的O2的物质的量为________mol。
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