工业上采用氨化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰,工艺流程如下:
已知相关信息如下:
①菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.7、3.2;Mn2+、Mg2+开始沉淀的pH分别为8.1、9.1。
③“焙烧”过程的主要反应:MnCO3+2NH4C1MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。
④常温下,几种难溶物的Ksp如下表所示:
难溶物 | Mn(OH)2 | MnCO3 | CaF2 | MgF2 |
Ksp | 2.0×10-13 | 2.0×10-11 | 2.0×10-10 | 7.0×10-11 |
(1)分析图1、图2、图3,最佳的焙烧温度、焙烧时间、分别为_____、_____、_____、。
(2)“除杂“过程如下:
①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8>H2O2>Cl2>MnO2>Fe3+,则氧化剂X宜选择_______(填字母)。
A. (NH4)2S2O8 B.MnO2 C.H2O2 D. Cl2
②调节pH时,pH可取的最低值为________。
③当CaF2、MgF2 两种沉淀共存时,若溶液中c(Ca2+) =1.0×10-5mol/L,则c(Mg2+) =_____mol/L。
(3)“沉锰”过程中,不用碳酸钠溶液替代NH4HCO3溶液,可能的原因是____________。
(4)测定碳酸锰粗产品的纯度。实验步骤:
①称取0.5000g碳酸锰粗产品于300mL作锥形瓶中,加少量水湿润。再加25mL磷酸,移到通风橱内加热至240℃,停止加热,立即加入2g硝酸铵,保温,充分反应后,粗产品中的碳酸锰全部转化为Mn(PO4)2]3-,多余的硝酸铵全部分解。用氨气赶尽锥形瓶内的氮氧化物,冷却至室温。
②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.2000mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定,发生的反应为:
[Mn(PO4)2]3- +Fe2+=Mn2+ +Fe3+ +2PO43-。到达滴定终点时,消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积为20.00mL。
计算:碳酸锰粗产品的纯度=________。
误差分析: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”)。
高三化学实验题中等难度题
工业上采用氨化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰,工艺流程如下:
已知相关信息如下:
①菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.7、3.2;Mn2+、Mg2+开始沉淀的pH分别为8.1、9.1。
③“焙烧”过程的主要反应:MnCO3+2NH4C1MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。
④常温下,几种难溶物的Ksp如下表所示:
难溶物 | Mn(OH)2 | MnCO3 | CaF2 | MgF2 |
Ksp | 2.0×10-13 | 2.0×10-11 | 2.0×10-10 | 7.0×10-11 |
(1)分析图1、图2、图3,最佳的焙烧温度、焙烧时间、分别为_____、_____、_____、。
(2)“除杂“过程如下:
①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8>H2O2>Cl2>MnO2>Fe3+,则氧化剂X宜选择_______(填字母)。
A. (NH4)2S2O8 B.MnO2 C.H2O2 D. Cl2
②调节pH时,pH可取的最低值为________。
③当CaF2、MgF2 两种沉淀共存时,若溶液中c(Ca2+) =1.0×10-5mol/L,则c(Mg2+) =_____mol/L。
(3)“沉锰”过程中,不用碳酸钠溶液替代NH4HCO3溶液,可能的原因是____________。
(4)测定碳酸锰粗产品的纯度。实验步骤:
①称取0.5000g碳酸锰粗产品于300mL作锥形瓶中,加少量水湿润。再加25mL磷酸,移到通风橱内加热至240℃,停止加热,立即加入2g硝酸铵,保温,充分反应后,粗产品中的碳酸锰全部转化为Mn(PO4)2]3-,多余的硝酸铵全部分解。用氨气赶尽锥形瓶内的氮氧化物,冷却至室温。
②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.2000mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定,发生的反应为:
[Mn(PO4)2]3- +Fe2+=Mn2+ +Fe3+ +2PO43-。到达滴定终点时,消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积为20.00mL。
计算:碳酸锰粗产品的纯度=________。
误差分析: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”)。
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工业上采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰,工艺流程如下:
己知相关信息如下:
①菱猛矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.7、3 2;Mn2+、Mg2+开始沉淀的pH分别为8.1、9.1。
③“焙烧”过程的主要反应MnCO3+2NH4Cl=MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。
④常温下,几种难溶物的Ksp如下表所示:
难溶物 | Mn(OH)2 | MnCO3 | CaF2 | MgF2 |
Ksp | 2.0×10-13 | 2.0×10-11 | 2.0×10-10 | 7.0×10-11 |
(1)分析图1、图2、图3,最佳的焙烧温度、焙烧时间、m(NH4Cl)/m(美锰矿粉)分别为____、____、____。
(2) “除杂”过程如下:
①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O3>H2O2 >Cl 2>MnO2 >Fe2+,则氧化剂X宜选择_________(填字母)。
A. (NH4)2S2O3 B. MnO2 C. H2O2 D. Cl 2
②调节pH时,pH 可取的最低值为_____________。
③当CaF2、MgF2两种沉淀共存时,若溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3mol/L,则c(Mg2+)=____mol/L。
(3)“沉锰”过程中,不用碳酸纳溶液替代NH4HCO3溶液,可能的原因是__________。
(4)测定碳酸锰粗产品的纯度。实验步骤:
①称取0.5000g碳酸锰粗产品于300mL锥形瓶中,加少量水湿润,再加25mL磷酸,移到通风橱内加热至240℃,停止加热,立即加入2 g硝酸铵,保温,充分反应后,粗产品中的碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,多余的硝酸铵全部分解。用氮气赶尽锥形瓶内的氮氧化物,冷却至室温。
②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2-3滴指示剂,然后用浓度为0.2000mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)Fe(SO4)2]标准溶液滴定,发生的反应为[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2PO43-。到达滴定终点时,消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积为20.00mL。
计算:碳酸锰粗产品的纯度=___________。
误差分析: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”)。
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氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下
已知:①菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol/L形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
③常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为__________________。
分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:焙烧温度为_________、氯化铵与锰矿粉的质量之比为_________、焙烧时间为_________。
(2)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,溶液pH的范围为_________;然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时溶液中c(Ca2+)/c(Mg2+)=_________。
(3)碳化结晶时,反应的离子方程式为__________________。
(4)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,在某极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为__________________。
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氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下
已知:①菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol/L形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
③常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为__________________。
分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:焙烧温度为_________、氯化铵与锰矿粉的质量之比为_________、焙烧时间为_________。
(2)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,溶液pH的范围为_________;然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时溶液中c(Ca2+)/c(Mg2+)=_________。
(3)碳化结晶时,反应的离子方程式为__________________。
(4)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,在某极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为__________________。
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菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
②常温下,CaF2、MgF2的溶度积常数分别为1.46×10-10、 7.42×10-11
回答下列问题:
(1) “焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为__________。气体X为________(填化学式),写出它生活中的一种用途_______________。
(2)焙烧时温度对锰浸出率的影响如图所示。焙烧时适应温度为_______________。
(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先用MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变成沉淀除去,溶液的pH的范围为____然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时,溶液中 =________(所得结果保留两位小数)。
(4)碳化结晶的原理(用离子方程式表示): ______________________。
(5)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,在某极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为_________。
(6)在该工艺流程中可以循环使用的物质有__________。(填化学式)
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菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
②常温下,CaF2、MgF2的溶度积常数分别为1.46×10-10、 7.42×10-11
回答下列问题:
(1) “焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为__________。气体X为________(填化学式),写出它生活中的一种用途_______________。
(2)焙烧时温度对锰浸出率的影响如图所示。焙烧时适应温度为_______________。
(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先用MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,再调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变成沉淀除去,溶液的pH的范围为____然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时,溶液中 =________(所得结果保留两位小数)。
(4)碳化结晶的原理(用离子方程式表示): ______________________。
(5)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,在某极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为_________。
(6)在该工艺流程中可以循环使用的物质有__________。(填化学式)
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氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
③常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________。
分析下列图1,氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:焙烧温度为500℃。分析选择反应温度为500℃的原因_________________。
(2)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,溶液pH的范围为_________;然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+变为CaF2、MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时溶液中=_________。
(3)碳化结晶时,反应的离子方程式为_________。
(4)MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物,其固体残留率随温度的变化如图所示,300℃—770℃范围内,发生反应的化学方程式为________________________。
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氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱锰矿石主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素;
②相关金属离子[c(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
回答下列问题:
(1)“焙烧”时主要反应的化学方程式为__________________。
(2)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是:_________________。
(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________________________;然后调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全。
(4)碳化结晶时,发生反应的离子方程式为___________,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___________________。
(5)流程中能循环利用的固态物质是____________。
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氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为MnCO3+2 NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O
②菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
③相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
④常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11。回答下列问题:
(1)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是:___________。
(2)浸出液“净化除杂”过程如下:①加入MnO2。用离子方程式表示MnO2的作用___________;
②调节溶液的pH,除去Fe3+、Al3+。溶液恰当的pH范围为___________;
③加入NH4F将Ca2+、Mg2+除去,两种沉淀共存时溶液中c(Ca2+)=1×10-5mol·L-1,则c(Mg2+)=___________。
(3)碳化结晶过程中发生反应的离子方程式为______________________。
(4)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,可以得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为______________________。
(5)25℃时,向0 .1mol/L NH3·H2O溶液中通入HC1气体,溶液中与pOH(仿pH定义)的关系如图所示。下列有关叙述正确的是___________。
A.C点的溶液中:c(NH3·H2O)>c(NH4+)
B.NH3·H2O的Kb=1.0×10-4.7
C.pOH=3的溶液中:c(NH4+)+c(H+) +c(NH3·H2O)=0.1mol/L+c(OH-)
D.pOH=7的溶液中的溶质是NH4Cl
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氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱锰矿石主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素;
②常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11
③相关金属离子c(Mn+)=0.1mol/L形成氯氧化物沉淀时的pH如下:
金属离子 | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ | Ca2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为______________________。
(2)分析下列图1、图2,氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是:焙烧温度_________,氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为_________。
(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______;然后调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全,此时溶液的pH范围为_________。再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,当c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L时,c(Mg2+)=______mol/L
(4)碳化结晶时,发生反应的离子方程式为____________________________。
(5)流程中能循环利用的固态物质是____________。
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