三氧化二锰(Mn2O3)在现代工业上位用广泛,在锂离子电池的制备中有重要的作用。 用软锰矿 (主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)制备高纯度Mn2O3的工艺流程如图所示。
(1) 反应①中会生成一种非金属单质,则该非金属单质是___________,该反应的还原剂是__________。(填化学式)
(2) 操作X为蒸发浓缩、_____________、过滤、洗涤烘干。在洗涤操作中,常用酒精洗涤MnSO4 •H2O晶体,主要目的是______________。
(3) Mn2O3与MnO2类似,加热时也能与浓盐酸反应放出Cl2,该反应的离子方程式为__________。
高二化学实验题困难题
三氧化二锰(Mn2O3)在现代工业上位用广泛,在锂离子电池的制备中有重要的作用。 用软锰矿 (主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)制备高纯度Mn2O3的工艺流程如图所示。
(1) 反应①中会生成一种非金属单质,则该非金属单质是___________,该反应的还原剂是__________。(填化学式)
(2) 操作X为蒸发浓缩、_____________、过滤、洗涤烘干。在洗涤操作中,常用酒精洗涤MnSO4 •H2O晶体,主要目的是______________。
(3) Mn2O3与MnO2类似,加热时也能与浓盐酸反应放出Cl2,该反应的离子方程式为__________。
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三氧化二锰(Mn2O3)在现代工业上应用广泛,在锂离子电池的制备中有重要的作用。用软锰矿(主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)制备高纯度Mn2O3的工艺流程如图所示。
(1)反应①中会生成一种非金属单质,则该非金属单质是_________________,该反应的还原剂是________________。(填化学式)
(2)操作X为蒸发浓缩、__________、过滤、洗涤烘干。在洗涤操作中,常用酒精洗涤MnSO4·H2O晶体,主要目的是________________;
(3)Mn2O3与MnO2类似,加热时也能与浓盐酸反应放出Cl2,该反应的离子方程式为_____________;
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三氧化二猛(Mn2O3)在现代工业上应用广泛。以软锰矿(主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)为原料制备高纯度硫酸锰进而制备三氧化二锰的工艺流程如下(两种矿物中均不存在单质杂质):
(1)滤渣1中存在一种非金属单质,则“酸浸”时反应①的化学方程式为___________。
(2)操作X为蒸发浓缩、_____________、洗涤烘干。经操作X之后得到MnSO4 • H2O。在洗涤操作中,常用酒精洗涤MnSO4 • H2O晶体,主要目的是_________________。
(3) 气体Y直接排放会污染空气,将Y的水溶液与软锰矿反应可得硫酸锰,反应②的化学方程式为____________。
(4) Mn2O3与MnO2类似,也能与浓盐酸反应,其反应的离子方程式为___________。
(5)用标准的BaCl2溶液测定样品中MnSO4 • H2O的质量分数时,发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),其原因可能是__________(任写一点)。
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锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料。工业上利用软锰矿浆吸收含硫烟气(SO2 和O2)制备锰酸锂,生产流程如下:
已知:①软锰矿主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。
②软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。
③部分氢氧化物沉淀相关的溶液pH如下表:
(1)已知:
下列措施可提高SO2吸收率的是__________(填序号)
a.降低通入含硫烟气的温度 b.升高通入含硫烟气的温度
c.减少软锰矿浆的进入量 d.减小通入含硫烟气的流速
(2)加入试剂X能提高产品纯度,则X可以是_____________(填化学式)
(3)加氨水调溶液pH在5~6之间,目的是_______________。
(4)锰酸锂可充电电池的总反应式为:Li1-xMnO2+LixC LiMn2O4+C(x<1)
①放电时,电池的正极反应式为__________________
②充电时,若转移1mole-,则石墨电极将增重__________g。
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软锰矿的主要成分是MnO2,还含有少量金属铁、镁、铝、锌、铜的化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2,还含有硅、铝的氧化物等杂质。工业上用软锰矿制备碳酸锰并回收硫酸铵,其主要流程如下:
已知金属离子从开始形成氢氧化物沉淀,到沉淀时溶液的pH如下表:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀pH | 7.5 | 2.7 | 4.1 | 5.9 | 8.8 |
完全沉淀pH | 9.5 | 3.7 | 5.4 | 6.9 | 10.8 |
(1)提高浸出率的可采取的措施有_________。
A.适当升高温度 B.搅拌 C.加适量纯碱 D.加压
(2)浸取完成后,取浸取液少许,加入KSCN溶液无明显现象,则浸取时发生的主要反应的化学方程式是____________________________________________。
(3)调节pH为5.4~5.8的目的是_____________________________________________。
(4)滤渣3的主要成分的化学式是_____________。
(5)50℃碳化过程发生反应的离子方程式是____________________________________。
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MnO2是一种重要的化工原料,可用于合成工业的催化剂和氧化剂。采用软锰矿(主要成分为MnO2)可制备高纯MnO2,其流程如下:
下列叙述错误的是
A. “含Mn2+、A13+的溶液”中还含Fe3+
B. 加入“氨水”同时搅拌,搅拌的目的是提高反应速率
C. “滤渣”可完全溶解在NaOH溶液中
D. 电解含Mn2+的溶液,MnO2为阳极产物
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Ⅰ.高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂,在实验室和医疗上有非常广泛的应用。如图1是工业上用软锰矿(主要含MnO2)制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程:
(1)第①步加热熔融应在铁坩埚中进行,而不用瓷坩埚的原因是(用化学方程式表示)。写出反应①的离子方程式;
(2)反应②的产物中,氧化产物与还原产物的物质的量的比是
(3)反应②中“酸化”时应选择下列酸中的(填序号)
a.稀盐酸b.稀硫酸c.亚硫酸
(4)操作Ⅱ的名称是,实验室进行该操作需用到的玻璃仪器有
Ⅱ.某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究SO2和Cl2的性质
(5)若从左端分别通入SO2和Cl2,装置A中观察到的现象是否相同?(填“相同”或“不相同”)。
(6)若装置B中装有5.0mL1.0mol/L的碘水,当通入足量Cl2完全反应后,共转移了5.0×10-2mol电子,该反应的化学方程式为;
(7)若由元素S和O组成-2价酸根离子X,X中S和O的质量比为4∶3。当Cl2与含X的溶液完全反应后,有浅黄色沉淀产生,取少量上层清加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式。
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高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂,在实验室和医疗上有非常广泛的应用。以下是工业上用软锰矿(主要含MnO2)制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程:
(1)操作Ⅱ的名称是_______,实验室进行该操作须用到的玻璃仪器有 ;
(2)反应②的产物中,氧化产物与还原产物的物质的 量之比是______;
(3)反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的______(填字母序号)
a.稀盐酸 b.稀硫酸 c.稀醋酸
(4)电解锰酸钾溶液也可以制备高锰酸钾,其阴极反应式为:2H2O + 2e-= 2OH-+ H2↑,如图,b为电源的_______极,电解池的阳极反应式是_______;若电解过程中收集到2.24 L H2(标准状况),则得到高锰酸钾______g。(提示:阴离子放电顺序MnO42->OH-)
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软锰矿(主要成分为MnO2)可用于制备锰及其化合物,现代冶炼金属锰的工艺流程如下图所示,步骤中杂质离子逐一沉淀。
下表为t℃时,有关物质的Ksp
物质 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Ca(OH)2 | Mn(OH)2 | CuS | CaS | MnS | MnCO3 |
Ksp | 4.0×10-38 | 2.210-22 | 5.510-6 | 1.910-13 | 6.310-36 | 9.110-6 | 2.510-15 | 2.210-11 |
软锰矿还原浸出的反应为:12MnO2+C6H12O6+12H2SO4===12MnSO4+6CO2↑+18H2O
(1)写出一种能提高还原浸出速率的措施:_________________________
(2)调节pH 步骤中生成的沉淀为________。加入MnF2的主要目的是除去__________ (填“Ca2+”、“Fe3+”或“Cu2+”)
(3)等浓度的(NH4)2S与(NH4)2SO4 溶液中,NH4+的浓度大小为:前者________后者(填“>”、“< ” “=” )。
(4)由MnSO4制取MnCO3往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液生成MnCO3,同时还会产生Mn(OH)2,可能的原因有:MnCO3(s)+2OH-(aq)Mn(OH)2(s)+CO (aq),t℃时,计算该反应的平衡常数K=_________________(保留一位小数)。
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(共7分)KMnO4是一种用途广泛的氧化剂,可由软锰矿(主要成分为MnO2)通过下列方法制备:①软锰矿与过量KOH、KClO3固体熔融生成K2MnO4;②溶解、过滤后将滤液酸化,使K2MnO4完全转化为MnO2和KMnO4;③滤去MnO2,将滤液浓缩、结晶得到深紫色的KMnO4产品。
(1)溶液酸化时,K2MnO4转变为MnO2和KMnO4的离子方程式是
;
(2)测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定。
①配制250 mL0.1 mol/L标准Na2S2O3溶液,需准确称取Na2S2O3固体的质量为 g;
②取上述制得的KMnO4产品0.6000g,酸化后用0.1mol/L标准Na2S2O3溶液进行滴定,滴定至终点消耗Na2S2O3溶液20.00 ml。计算该KMnO4产品的纯度(请给出计算过程)。
(有关离子方程式为:MnO4-+S2O32-+H+ SO42-+Mn2++H2O 未配平)
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