MnCO3可用作电讯器材元件材料,还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。实验室模拟以MnO2为原料生产MnCO3的工艺流程如下:
已知:MnCO3难溶于水和乙醇,受热易分解。
⑴ 实验室中过滤操作所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、 。
⑵ ①检验水洗是否合格的方法是 。
②水洗结束后,用乙醇洗涤的目的是 。
⑶ 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。则300℃时,剩余固体中n(Mn)∶n(O)为 ;图中点D对应固体的成分为 (填化学式)。
高二化学填空题困难题
MnCO3可用作电讯器材元件材料,还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。实验室模拟以MnO2为原料生产MnCO3的工艺流程如下:
已知:MnCO3难溶于水和乙醇,受热易分解。
⑴ 实验室中过滤操作所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、 。
⑵ ①检验水洗是否合格的方法是 。
②水洗结束后,用乙醇洗涤的目的是 。
⑶ 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。则300℃时,剩余固体中n(Mn)∶n(O)为 ;图中点D对应固体的成分为 (填化学式)。
高二化学填空题困难题查看答案及解析
回收的废旧锌锰干电池经过处理后可得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe和炭粉等),由锰粉为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)的工艺流程如下:
已知:①2H2SO4 + MnO2 + 2FeSO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
②部分氢氧化物的Ksp(近似值)如下表(25 ℃)
物质 | Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp | 10-13 | 10-17 | 10-38 |
根据上图流程及有关数据回答下列问题。
(1)锰粉酸溶时,过量FeSO4所起的作用为______________________。
(2)往滤液1中先加入H2O2的目的是氧化Fe2+,该反应的离子方程式为________________,后加入氨水的目的是调节pH除去杂质离子,使滤液中的杂质离子沉淀完全(残留在溶液中的离子浓度≤ l0-5 mol·L-1),常温下测得溶液中c(Mn2+)=0.1 mol·L-1,则需调节溶液的pH范围为_______________。
(3)沉锰工序中,加入氨水的目的是(从化学平衡移动的角度解释)___________,沉锰工序中判断沉淀已经洗涤干净的实验操作是________________________________。
(4)沉锰后废液中的主要成份为_____________________________。
高二化学工业流程中等难度题查看答案及解析
碳酸锰(MnCO3)是一种高性能磁性材料。以软锰矿粉(主要含MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制取MnCO3的流程如下:
已知:“沉锰”反应为:Mn2+ + 2HCO == MnCO3↓+ H2O + CO2↑
(1)“酸浸”时发生的主要反应为:2Fe2+ + MnO2+ 4H+ == 2Fe3+ + Mn2+ + 2H2O。除此以外,还发生的反应离子方程式为________。(任写一个)
(2)“沉锰”工序中,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间t的关系如图所示。反应要控制pH在7左右的理由是_________。(答两点)
(3)“过滤Ⅱ”所得滤液中溶质的主要成分是_________。
(4)为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数,准确称量1.800g软锰矿样品,加入4.020 g草酸钠(Na2C2O4)固体,再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应),充分反应后冷却,过量的Na2C2O4用0.2000 mol/L高锰酸钾溶液进行滴定,当滴入30.00mL溶液时恰好完全反应。已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化:MnO2 + C2O+ 4H+ Mn2+ + 2CO2↑+ 2H2O,MnO4-+ C2O + H+ — Mn2+ + CO2↑+ H2O (未配平)。求该软锰矿中二氧化锰的质量分数_________(写出计算过程)。
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MnCO3是信息产业和机电工业的重要基础功能材料,某地有含锰矿石(主要成分是MnO2还含CaO、Al2O3、FeS等杂质),由此矿石生产MnCO3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)操作Ⅰ为:___________。
(2)取溶液Ⅰ加入KSCN溶液,溶液呈血红色,试写出酸溶过程中FeS发生反应的离子方程式:
(3)调节溶液pH所用物质X最好为(_______)
A.NaOH溶液 | B.氨水 | C.MnCO3固体 | D.盐酸 |
(4)滤渣Ⅰ为___________,滤渣Ⅱ为___________。
(5)沉锰的化学方程式为:______________________。
(6)MnCO3也是制造锂离子电池的重要原料,在此电池的正极,充放电过程中发生LiMn2O4与Li1-xMn2O4之间的转化,写出该电池充电时正极发生的反应式:________。
高二化学工业流程困难题查看答案及解析
Ⅰ、高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下:
(1)制备MnSO4溶液:在烧瓶中(装置见图)加入一定量MnO2 和水,搅拌,通入 SO2和N2混合气体,反应3h。停止通入SO2,继续反应片刻,过滤(已知MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O)。
①石灰乳作用:________。
②若实验中将换成空气,测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如右图。导致溶液中Mn2+、SO42-浓度变化产生明显差异的原因是________。
(2)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿 时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH=7.7, 请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤:
[实验中可选用的试剂:Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。
①________;
②________;
③检验SO42-是否被洗涤除去; ④用少量乙醇洗涤; ⑤低于100℃干燥。
Ⅱ、锌铝合金的主要成分有Zn、Al、Cu、Si等元素。实验室测定其中Cu含量的步骤如下:①称取该合金样品1.1g,用HCl和H2O2溶解后,煮沸除去过量H2O2,过滤,滤液定容于250mL容量瓶中。
②用移液管移取50.00mL滤液于250mL碘量瓶中,控制溶液的pH=3~4,加入过量KI溶液(生成CuI和I2)和指示剂,用0.01100mol×L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2至终点(反应:I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-),消耗Na2S2O3溶液6.45mL。
(1)判断步骤②滴定终点的方法是。
(2)计算合金中Cu的质量分数________。
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高纯MnCO3是广泛用于电子行业的强磁性材料。MnCO3为白色粉末,不溶于水和乙醇,在潮湿环境下易被氧化,温度高于100℃开始分解。
Ⅰ.实验室以MnO2为原料制备MnCO3
(1)制备MnSO4溶液:
①主要反应装置如右图,缓缓通入经N2稀释的SO2气体,发生反应H2SO3+MnO2MnSO4+H2O。下列措施中,目的是加快化学反应速率的是________(填标号)。
A.MnO2加入前先研磨
B.搅拌
C.提高混合气中N2比例
②已知实验室制取SO2的原理是Na2SO3+2H2SO4(浓) 2NaHSO4+SO2↑+H2O。选择下图所示部分装置与上图装置相连制备MnSO4溶液,应选择的装置有________(填标号)
③若用空气代替N2进行实验,会对实验中的SO2利用率_______(选填“增大、无影响、减小”)。
(2)制备MnCO3固体:
实验步骤:①向MnSO4溶液中边搅拌边加入饱和NH4HCO3溶液生成MnCO3沉淀,反应结束后过滤;② ……;③在70-80℃下烘干得到纯净干燥的MnCO3固体。
步骤②需要用到的试剂有________。
Ⅱ.设计实验方案
(3)利用沉淀转化的方法证明KSP(MnCO3) < KSP(NiCO3):________。
(已知NiCO3为难溶于水的浅绿色固体)
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MnO2是一种重要的化工原料,工业上用粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为较纯净MnO2的流程如图所示:
(1)第①步反应中的硫酸能否用浓盐酸代替?____(填“能”或“否”),理由是______________。
(2)第②步操作中,氧化性强弱顺序:ClO3—___MnO2(填“>”或“<”),写出操作②中发反应的离子方程式:____;当反应中转移2mol电子时,生成的氧化产物的物质的量为___mol。
(3)工业上用MnO2为原料制取KMnO4,第一步将MnO2和KOH粉碎,混匀,在空气中加热至熔化,并连续搅拌,制取K2MnO4;第二步将K2MnO4浓溶液用惰性电极进行电解,在阳极上得到KMnO4,在阴极上得到KOH。制取K2MnO4的化学反应方程式为______,工业上不断搅拌的目的是______。
(4)二氧化锰含量可用碘量法测定,其原理为在盐酸介质中,二氧化锰能定量地将碘离子氧化成碘,以淀粉为指示剂用0.1000mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定碘而确定二氧化锰含量:
MnO2+4HCl+2KIMnCl2+I2+2KCl+2H2O
I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6
取较为纯净的二氧化锰样品a g加入到适量的盐酸和KI溶液中,反应完毕用Na2S2O3滴定反应后的溶液,消耗VmLNa2S2O3溶液,则该样品中MnO2含量为______%(杂质不参与反应)。
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碳酸锰是制取其他含锰化合物的原料,也可用作脱硫的催化剂等。一种焙烧氯化铵和菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如图所示
已知①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3,还有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素
②常温下,相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围如表
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)“混合研磨”的作用为_______________________
(2)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为_________________________________
(3)分析图1、图2,焙烧氯化铵、菱锰矿粉的最佳条件是_____________________________
(4)净化除杂流程如下
①已知几种物质氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8>KMnO4>MnO2>Fe3+,则氧化剂X宜选择__________
A.(NH4)2S2O8 B.MnO2 C.KMnO4
②调节pH时,pH可取的范围为_________________
(5)“碳化结晶”过程中不能用碳酸铵代替碳酸氢铵,可能的原因是__________________
高二化学工业流程困难题查看答案及解析
硅单质及其化合物在材料领域中一直扮演着主要角色。下列叙述中,正确的是
A.石英可用来制作工艺品
B.硅单质可用来制造太阳能电池
C.硅单质是制造玻璃的主要原料
D.二氧化硅是制造光导纤维的材料
高二化学选择题简单题查看答案及解析
硅单质及其化合物在材料领域中一直扮演着主要角色。下列叙述中,不正确的是:
A.石英可用来制作工艺品 B.硅酸盐是陶瓷的主要成分
C.硅单质是制造玻璃的主要原料 D.硅单质可用来制造太阳能电池
高二化学选择题简单题查看答案及解析