磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上用氯化铵焙烧锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①锰矿粉的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol• L -1形成M(OH) n沉淀的pH范围如下:
③常温下,Ksp(CaF2) ═1.46×10-10 Ksp(MgF2) ═7.42×10-11 Ka(HF) ═1.00 ×10-4
回答下列问题:
(1)分析下列图1、图2,氯化铵焙烧锰矿粉的最佳条件是:__________________。
(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________。
(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为__________;再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去;然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去,此时溶液pH为6,c(Mg2+)═4.64×10-6 mol·L-1,c(HF)为_________mol·L-1。
(4)碳化结晶时,反应的离子方程式为_____________________________________。
(5)碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是___________________。
(6)测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中,加25.00 mL磷酸,加热,碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,冷却至室温。加水稀释至100 mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定(反应为:[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-)。重复操作3次,记录数据如下表:
滴定次数 | 0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数(mL) | |
滴定前 | 滴定后 | |
1 | 0.10 | 20.20 |
2 | 1.32 | 21.32 |
3 | 1.05 | 20.95 |
则产品的纯度=__________,若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡,则测得的碳酸锰粗产品的纯度___(填“偏高”“ 偏低”或“无影响”)。
高三化学工业流程中等难度题
磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料,磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下:
已知:几种金属离子沉淀的pH如下表。
Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ | |
开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10. 4 |
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出效率,采取的措施不合理的有________。
A.搅拌 B.适当升高温度 C.研磨矿石 D.加入足量的蒸馏水
(2)溶浸过程中主要产生的金属阳离子为Fe3+、Mn2+,浸取后的溶液中含有少量Fe2+、Cu2+、Ca2+,则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前,加入适量的软锰矿,其发生反应的离子方程式为____________________,加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质,故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F-)为0.01mol·L-1,则滤液中残留c(Ca2+)为________mol·L-1[已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10]。
(4)有人认为净化工序中使用NaF会引起污染,建议用(NH4)2CO3代替NaF,但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
(5)下图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响,仅据图中信息,黄铁矿的质量分数应保持在________%左右。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料,磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下:
已知:几种金属离子沉淀的pH如下表。
Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ | |
开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10. 4 |
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出效率,采取的措施不合理的有________。
A.搅拌 B.适当升高温度 C.研磨矿石 D.加入足量的蒸馏水
(2)溶浸过程中主要产生的金属阳离子为Fe3+、Mn2+,浸取后的溶液中含有少量Fe2+、Cu2+、Ca2+,则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前,加入适量的软锰矿,其发生反应的离子方程式为____________________,加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质,故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F-)为0.01mol·L-1,则滤液中残留c(Ca2+)为________mol·L-1[已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10]。
(4)有人认为净化工序中使用NaF会引起污染,建议用(NH4)2CO3代替NaF,但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
(5)下图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响,仅据图中信息,黄铁矿的质量分数应保持在________%左右。
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磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上用氯化铵焙烧锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①锰矿粉的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol• L -1形成M(OH) n沉淀的pH范围如下:
③常温下,Ksp(CaF2) ═1.46×10-10 Ksp(MgF2) ═7.42×10-11 Ka(HF) ═1.00 ×10-4
回答下列问题:
(1)分析下列图1、图2,氯化铵焙烧锰矿粉的最佳条件是:__________________。
(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________。
(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为__________;再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为沉淀除去;然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+沉淀除去,此时溶液pH为6,c(Mg2+)═4.64×10-6 mol·L-1,c(HF)为_________mol·L-1。
(4)碳化结晶时,反应的离子方程式为_____________________________________。
(5)碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是___________________。
(6)测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中,加25.00 mL磷酸,加热,碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,冷却至室温。加水稀释至100 mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定(反应为:[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-)。重复操作3次,记录数据如下表:
滴定次数 | 0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数(mL) | |
滴定前 | 滴定后 | |
1 | 0.10 | 20.20 |
2 | 1.32 | 21.32 |
3 | 1.05 | 20.95 |
则产品的纯度=__________,若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡,则测得的碳酸锰粗产品的纯度___(填“偏高”“ 偏低”或“无影响”)。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上用氯化铵焙烧菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子c(Mn+) ═ 0.1 mol• L -1形成M(OH) n沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | Ca2+ | Mn2+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 3.8 | 6.3 | 9.6 | 10.6 | 8.8 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 5.2 | 8.3 | 11.6 | 12.6 | 10.8 |
回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_____________________________。
(2)浸出液“净化除杂”过程如下:①加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+;②调节溶液pH,将Al3+、Fe3+变为沉淀除去,调节pH范围为__________③加入NH4F将___________离子(填离子符号)沉淀除去。
(3)碳化结晶时,反应的离子方程式为_____________________________________。
(4)碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是________________。流程中能循环利用的物质除了氯化铵之外还有____________。
(5)测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000 g碳酸锰产品于锥形瓶中,加25.00 mL磷酸,加热,碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,冷却至室温。加水稀释至100 mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定(反应为:[Mn(PO4)2]3- +Fe2+ ═Mn2+ +Fe3++2PO43-)。重复操作3次,记录数据如下表:
滴定次数 | 0.2000 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数(mL) | |
滴定前 | 滴定后 | |
1 | 0.10 | 20.20 |
2 | 1.32 | 21.32 |
3 | 1.05 | 20.95 |
则产品的纯度=__________,若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡,则测得的碳酸锰粗产品的纯度_______(填“偏高”“ 偏低”或“无影响”)。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料,磁性材料广泛应用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下:
已知:几种金属离子沉淀的pH如下表。
Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ | |
开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10.4 |
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出效率,采取的措施不合理的有________。
A.搅拌 B.适当升高温度
C.研磨矿石 D.加入足量的蒸馏水
(2)溶浸过程中主要产生的离子为Fe3+、Mn2+、SO42-,请写出主要反应的离子方程式:___________;浸取后的溶液中含有少量Fe2+、Cu2+、Ca2+,则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前,加入适量的软锰矿目的是______________________,加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质,故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F-)为0.01mol·L-1,则滤液中残留c(Ca2+)为________mol·L-1[已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10]。
(4)有人认为净化工序中使用NaF会引起污染,建议用(NH4)2CO3代替NaF,但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
(5)如图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响,仅据图中信息,黄铁矿的质量分数应保持在________%左右。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
磁性材料产业是21 世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,碳酸锰(MnCO3)可制造电信器材的软磁铁氧体。工业上利用软锰矿(主要成分为 MnO2,含少量SiO2、Fe2O3、CuO 等杂质)和含SO2的烟气为主要原料制备无水碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃ 时开始分解。
②不同金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH 和有关物质的 Ksp 如下表:
离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ | Mg2+ | ||||
开始沉淀的pH | 2.7 | 7.5 | 4.2 | 7.8 | ||||
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 6.7 | 9.8 | ||||
物质 | MnS | CaF2 | CuS | |||||
Ksp | 2.5×10-13 | 1.5×10-10 | 1.3×10-36 | |||||
回答下列问题:
(1)为提高“溶浸”过程中的浸取速率,以下方法不能提高浸取速率的是________。
A.将矿石研磨粉碎 B.连续搅拌 C.延长浸取时间 D.升高温度 E.适当增大稀硫酸的浓度
“溶浸”过程中往往有副产物MnS2O6 生成,温度对“溶浸”反应的影响如下图所示, 为减少MnS2O6的生成,“溶浸”的适宜温度应大于___。
(2)“除铁”步骤中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,发生反应的离子方程为____。
(3) “净化”步骤的目的是除去溶液中的Ca2+、Cu2+等杂质。若测得滤液中 c(F-)=0.02mol•L-1,则滤液中残留的c(Ca2+) =__。
(4) “沉锰”步骤中 ,加入 NH4HCO3后有无色无味的气体放出, 发生反应的离子方程式为______。
(5)从“沉锰”步骤中要得到纯净无水MnCO3,先将析出的 MnCO3沉淀过滤,再用_______(填化学式)洗涤更易于干燥。过滤后废液的主要成分为____(填化学式)。
(6)实际生产中, 运用阴离子交换膜法电解得到金属锰,电解装置如下图所示,B电极为直流电源的_________极。该工艺若不使用离子交换膜, 会造成Mn2+发生副反应生成 MnO2, 写出该副反应的电极反应式_______。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
(14分)锰锌软磁铁氧体具有高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等性能,已广泛应用于电子工业。碳酸锰主要用于制备锰锌软磁铁氧体,而制碳酸锰的原料之一是二氧化锰。某化学研究性学习小组拟从废旧干电池中回收二氧化锰制取碳酸锰。
①将干电池剖切、分选得到黑色混合物(主要成分为MnO2)洗涤、过滤、烘干。
②将上述固体按固液体积比2:9加入浓盐酸、加热,反应完全后过滤、浓缩。
③向上述溶液中加入Na2CO3溶液,边加边搅拌,再过滤即可得到碳酸锰。
(l)在第②步中,将上述固体与浓盐酸混合的目的是
(2)有人认为,将第③步中的Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液,也能达到上述目的,但同时有气体生成。请写出加入NH4HCO3溶液时发生的离子反应方程式 。
(3)查阅文献,发现第③步中,除生成MnCO3外还有可能生成Mn(OH)2,已知Mn(OH)2暴露在空气中时间稍长,易被氧化成褐色的MnO(OH)2, MnCO3和MnO(OH)2受热最终均分解成MnO2,该小组对上述沉淀的成分提出以下假设,请帮助完成假设:
假设一:全部为MnCO3; 假设二:全部为Mn(OH)2; 假设三:
为验证假设二是否正确,该小组进行了以下研究:
①定性研究:请你完成下表中的内容.
实验步骤(不要求写出具体步骤) | 预期的实验现象和结论 |
将所得沉淀过滤、洗涤,
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②定量研究:将所得沉淀过滤、洗涤,置于空气中充分氧化后,小心干燥,取22.0g样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如图.根据图中的数据判断假设三成立,理由是
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三氧化二铟(In2O3)是一种透明的导电材料,可运用于接触屏、液晶显示器等高科技领域;铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。利用水铟矿[主要成分In(OH)3,常温下Ksp[In(OH)3]=l.41×10-33]制备In2O3的工艺流程如下:
(1)写出水铟矿被硫酸酸浸的离子方程式_____________________________。
(2)从硫酸铟溶液中制备硫酸铟晶体的实验步骤:________、_______、过滤、洗涤、干燥。
(3)某研究机构用硫酸提取铟时,酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与浸出率关系如图
①当酸度为196时,硫酸物质的量浓度为______________。
②请选择适宜的酸度值:___________,并说明选择的理由____________。
(4)完成下列方程式:
(_____)In(NO3)3(_____)In2O3+(_____) _______↑+(_____) _______↑
(5)高纯铟与浓硝酸反应过程中产生的NO2气体可被过氧化钠直接吸收,则标准状况下448mlNO2可被______gNa2O2吸收,NO2的排放会引起一系列的环境问题,任写一条其引起的环境问题___________________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
三氧化二铟(In2O3)是一种透明的导电材料,可运用于接触屏、液晶显示器等高科技领域;铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。利用水铟矿[主要成分In(OH)3,常温下Ksp[In(OH)3]=l.41×10-33]制备In2O3的工艺流程如下:
(1)写出水铟矿被硫酸酸浸的离子方程式_____________________________。
(2)从硫酸铟溶液中制备硫酸铟晶体的实验步骤:________、_______、过滤、洗涤、干燥。
(3)某研究机构用硫酸提取铟时,酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与浸出率关系如图
①当酸度为196时,硫酸物质的量浓度为______________。
②请选择适宜的酸度值:___________,并说明选择的理由____________。
(4)完成下列方程式:
(_____)In(NO3)3(_____)In2O3+(_____) _______↑+(_____) _______↑
(5)高纯铟与浓硝酸反应过程中产生的NO2气体可被过氧化钠直接吸收,则标准状况下448mlNO2可被______gNa2O2吸收,NO2的排放会引起一系列的环境问题,任写一条其引起的环境问题___________________________________。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
化学与环境、材料和科技等密切相关。下列说法中错误的是( )
A.积极推行“限塑令”,加快研发利用二氧化碳合成的聚碳酸酯类可降解塑料
B.光导纤维在信息产业中有广泛应用,制造光导纤维的主要材料是单质硅
C.即将到来的新能源时代,核能、太阳能和氢能等很可能成为主要能源
D .2011年11月3号1时43分神州八号与“天宫一号”完成了首次对接,神八在制造过程中使用了大量的复合材料
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