(16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中,其锰含量高达40%~50%,主要成分为MnO2的水合物,且含有显著量的Pb2+、Sn2+等重金属杂质。本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖,酸性条件下,可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。
(1)工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰,阳极的电极反应式为 。
(2)写出木屑水解反应的化学方程式: 。配平浸出步骤反应方程式C6H12O6 + MnO2 + H2SO4→ MnSO4 + CO2 + H2O
(3)若取消除酸操作步骤,将会产生 气体(填化学式)而污染环境;
(4)本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料,写出其化学式 ;
(5)取一定量的阳极泥进行实验分析,得到如下图像。硫酸的最合适用量为 mL,若再增加硫酸的用量,将会导致 (填化学式)的消耗量增大。
(6)某阳极泥中MnO2(相对分子质量为87)的质量分数为50.0%,将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热,则产生的氯气在标准状况下应少于 L。(假设阳极泥中的其它成分不参与反应)
高三化学填空题困难题
(16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中,其锰含量高达40%~50%,主要成分为MnO2的水合物,且含有显著量的Pb2+、Sn2+等重金属杂质。本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖,酸性条件下,可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。
(1)工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰,阳极的电极反应式为 。
(2)写出木屑水解反应的化学方程式: 。配平浸出步骤反应方程式C6H12O6 + MnO2 + H2SO4→ MnSO4 + CO2 + H2O
(3)若取消除酸操作步骤,将会产生 气体(填化学式)而污染环境;
(4)本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料,写出其化学式 ;
(5)取一定量的阳极泥进行实验分析,得到如下图像。硫酸的最合适用量为 mL,若再增加硫酸的用量,将会导致 (填化学式)的消耗量增大。
(6)某阳极泥中MnO2(相对分子质量为87)的质量分数为50.0%,将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热,则产生的氯气在标准状况下应少于 L。(假设阳极泥中的其它成分不参与反应)
高三化学填空题困难题查看答案及解析
以电解法生产金属锰产生的阳极泥中,其锰含量高达40%~50%,主要成分为MnO2的水合物,且含有显著量的Pb2+、Sn2+等重金属杂质。本工艺采用富含纤维素的木屑在较浓硫酸的作用下,膨胀、水解,生成葡萄糖;酸性条件下,葡萄糖与阳极泥中的二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。
回答下列问题:
(1)工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰,阳极的电极反应式为__________。
(2)配平“浸出”步骤中发生反应的化学方程式:C6 H12O6+_____MnO2+_____H2SO4=____MnSO4+____CO2↑+____H2O,_____________________
(3)若取消“除酸”操作步骤,将会产生______气体(写化学式)而污染环境。
(4)本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料,写出其化学式:__________。
(5)取一定量的阳极泥进行实验分析,得到如右图象。硫酸的最合适用量为_____mL,若再增加硫酸的用量,将会导致________。(写化学式)的消耗量增大。
(6)某阳极泥中MnO2的质量分数为50.0%,将174 g该阳极泥与320 g浓盐酸(溶质质量分数为36.5%)混合加热,则产生的氯气在标准状况下应少于_____L(精确到0.1,假设阳极泥中的其他成分不参与反应)。
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电解法生产锰时会产生大量的阳极泥,其主要成分为MnO2和Pb,还含有少量其他金属化合物。下图是回收电解锰阳极泥生产MnCO3的工艺流程。
已知:Al(OH)3、Mn(OH)2、MnCO3的Ksp分别为1.0×10-33、1.9×10-13、2.2×10-11。
(l)“还原酸浸”时氧化产物为CO2,发生反应的化学方程式为____。
(2)“还原酸浸”实验中,锰的浸出率结果如图所示。由图可知,所采用的最佳实验条件为 ____ 。
(3)滤液l中的阳离子组成见下表:
组成 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ |
浓度/(mol·L-1) | 0.85 | 2.4×10-3 | 1.0×10-2 | 2.0×10-3 |
“除杂”时先加MnO2,MnO2的作用为 ___。
再加氨水调节pH使杂质离子沉淀完全,通过计算说明Al3+沉淀完全时Mn2+是否开始沉淀 ___。
(4)“沉锰”时发生反应的离子方程式为 ___。
(5)“沉锰”的关键操作有2点:①将NH4HCO3溶液滴入MnSO4溶液中;②反应终点pH=7。如果颠倒试剂滴加顺序,将MnSO4溶液滴人NH4HCO3,溶液中,或反应终点pH>7可能造成同样的后果,该后果是____;如粜反应终点pH<7,可能的后果是______。
(6)从滤液2中回收得到的副产品的用途为________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰,并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO2,还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质):
(1)一定温度下,“脱硫浸锰”主要产物为MnSO4,该反应的化学方程式为______________________。
(2)“滤渣2”中主要成分的化学式为______________________。
(3)“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是_______________________________________。
(4)“电解”时用惰性电极,阳极的电极反应式为____________________________。
(5)“50℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为_______________________________________。“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3,可能的原因是______________________________________(写两种)。
(6)已知:25℃时,KW=1.0×10-14,Kb(NH3·H2O)=1.75×10-5。在(NH4)2SO4溶液中,存在如下平衡:
NH4++H2ONH3·H2O+H+,则该反应的平衡常数为____________________。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰,并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO2,还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质):
(1)一定温度下,“脱硫浸锰”主要产物为MnSO4,该反应的化学方程式为__。
(2)“滤渣2”中主要成分的化学式为__。
(3)“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是__。
(4)“电解”时用惰性电极,阳极的电极反应式为__。
(5)“50℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为___。“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3,可能的原因是__(写两种)。
(6)已知:25℃时,Kw=1.0×10-14,Ka(NH3·H2O)=1.75×10-5。在(NH4)2SO4溶液中,存在如下平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+,则该反应的平衡常数为__。
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工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰,并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO2,还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质):
(1)一定温度下,“脱硫浸锰”主要产物为MnSO4,该反应的化学方程式为______________________。
(2)“滤渣2”中主要成分的化学式为______________________。
(3)“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是_______________________________________。
(4)“电解”时用惰性电极,阳极的电极反应式为____________________________。
(5)“50℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为_______________________________________。“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3,可能的原因是______________________________________(写两种)。
(6)已知:25℃时,KW=1.0×10-14,Kb(NH3·H2O)=1.75×10-5。在(NH4)2SO4溶液中,存在如下平衡:
NH4++H2ONH3·H2O+H+,则该反应的平衡常数为____________________。
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工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰,并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO2,还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质):
(1)一定温度下,“脱硫浸锰”主要产物为MnSO4,该反应的化学方程式为 。
(2)“滤渣2”中主要成分的化学式为 。
(3)“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是 。
(4)“电解”时用惰性电极,阳极的电极反应式为 。
(5)“50℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为 。“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3,可能的原因是:使MnSO4充分转化为MnCO3; ; 。
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(16分)用软锰矿(主要成分为MnO2)生产高锰酸钾产生的锰泥中,还含有18%的MnO2、3%的KOH(均为质量分数),及少量Cu、Pb的化合物等,用锰泥可回收制取MnCO3,过程如图:
(1)用软锰矿(主要成分为MnO2)生产高锰酸钾过程中,粉碎软锰矿的主要目的是______ 。
(2)锰泥中加入H2SO4、FeSO4混合溶液,反应的离子方程式是: __。
(3)经实验证明:MnO2稍过量时,起始H2SO4、FeSO4混合溶液中c(H+)/<0.7时,滤液1中能够检验出有Fe; ≥0.7时,滤液1中不能检验出有Fe2+。根据上述信息回答①、②、③:
①检验Fe2+是否氧化完全的实验操作是:__________________________ 。
②生 产时H2SO4、FeSO4混合溶液中c(H+)/c(Fe2+)控制在0.7~1之间,不宜过大,请结合后续操作从节约药品的角度分析,原因是:____ __。
③若c(H+)/c(Fe2+)>1,调节c(H+)/c(Fe2+)到0.7~1的最理想方法是:______(填序号)
a.NaOH溶液 b.铁粉 c.MnO
(4)写出滤液2中加入过量NH4HCO3反应的离子方程式:___ ____ 。
(5)上述过程锰回收率可达95%,若处理1740 kg的锰泥,可生产MnCO3__________kg(已知相对分子质量:MnO2 87;MnCO3 115)。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
KMnO4在生产、生活中用途广泛。工业上,通常以软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚中混合均匀,小火加热至熔融,可得到K2MnO4,再用镍片(不参与反应) 作阳极,铁片作阴极,电解K2MnO4溶液即可制备KMnO4。上述过程用流程图表示如下:
(1) 制备K2MnO4用铁坩埚不用瓷坩埚的原因是_______,电极室阳离子的迁移方向是_____(填“左侧向右侧迁移”或“右侧向左侧迁移”),阳极室电极反应式为_________,熔融池中的化学方程式为___________。
(2)如下流程也可以制备KMnO4,调节pH用CO2不用HCl的原因是_________,当pH为10~11时,停止通入CO2,原因是_______。(己知:①20℃时,溶解度:K2CO3 111g;KHCO333.7g;KMnO46.3g②温度高于120℃时KMnO4会发生分解反应)
(3)控制烘干温度不能过高的主要原因是_____________。
(4)制得KMnO4的同时会有副产物MnO2生成。副产物MnO2与锂在锂离子有机高聚物中构成原电池。每消耗87gMnO2转移1mole-,则反应后Mn元素的化合价为_______。
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(16分)铜及其化合物在生产和生活实际中应用广泛。
Ⅰ.某学习小组对粗铜提纯(电解精炼)后的阳极泥(主要成分为银、金)进行如下实验。
(1)操作③所需的仪器有:烧杯、 。
(2)稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,写出该步反应的化学方程式_____ _。
(3)为了回收金,他们查阅了有关资料如下表:
编号 | 常温下反应 | 化学平衡常数 |
反应1 | Au + 6HNO3 Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O | <10−5 |
反应2 | Au3+ + Cl− [AuCl4] − | >105 |
从资料中可知,常温下金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与浓盐酸体积比为1∶3的混合物)。请你运用化学平衡移动原理,简要说明金能溶于王水的原因: 。
Ⅱ.实验室用铜制备CuSO4溶液有多种方案,某实验小组给出了以下三种方案:
请回答有关问题:
(4)甲方案:将6.4g铜丝放到90 mL 1.5 mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃。加入40 mL 10%的H2O2,反应0.5小时,升温到60℃,持续反应1小时后,经一系列操作,得CuSO4·5H2O 20.0 g【已知有关摩尔质量:M(Cu)=64 g/mol, M(CuSO4·5H2O) =250 g/mol】。
①反应时温度控制在50℃~60℃,不宜过高的原因是 ;
②本实验CuSO4·5H2O的产率为 。
(5)乙方案:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质A调节pH至4 ,然后过滤、浓缩、结晶。
①物质A可选用以下的 (填序号);
A.CaO B.NaOH C.CuCO3 D.Cu2(OH)2CO3 E.Fe2(SO4)3
②反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,FeSO4的作用是 ;
(6)丙方案:为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为,n(H2SO4):n(HNO3)= 。
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