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Mn3O4是一种高性能结构材料,可由含钙镁离子的硫酸锰浸出液为原料制备。其工艺流...

Mn3O4是一种高性能结构材料,可由含钙镁离子的硫酸锰浸出液为原料制备。其工艺流程如图所示:

请回答下列问题:

⑴四氧化三锰(Mn3O4)中锰元素的化合价有+2价和+3价,其化学式可改写为________(选项字母)

A. MnO∙ Mn2O3 B. 2MnO∙ MnO2 C. Mn2O∙ Mn2O3 D. MnO∙ MnO2

⑵是P2O4密度小于水的无色液体,用P2O4萃取碘水中的碘,振荡、静置后的现象为________

⑶写出由Mn(OH)2制备Mn3O4的化学方程式:________

⑷通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L1时,沉淀完全。若要除去Ca2+Mg2+,则残留液中c(F)应不小于_______ mol·L1=________[已知:Ksp(CaF2) = 2.7×10-11Ksp(MgF2) =6.5×10-9;保留三位有效数字]

⑸可由水相制备高纯度单质锰,装置如图所示:

①装置中采用________阴离子阳离子交换膜。

②写出该电解反应的化学方程式:________

 

A 液体分层,上层为紫红色,下层为无色 6Mn(OH)2 + O2 = 2Mn3O4 + 6H2O 2.55×10-2 4.15×10-3 阴离子 2MnSO4 + 2H2O 2Mn + O2↑+ 2H2SO4 【解析】 ⑴四氧化三锰(Mn3O4)中锰元素的化合价有+2价和+3价改写; ⑵P2O4密度比水小,若用P2O4萃取碘水中的碘,液体分层,上层为紫红色,下层为无色; ⑶Mn(OH)2和氧气中加热生成Mn3O4,根据得失电子守恒,元素守恒写出化学方程式; ⑷若要除去Ca2+、Mg2+,Ca2+、Mg2+离子浓度小于1×10-5 mol·L-1,且氟化镁的溶度积更大一些,则根据氟化镁的溶度积计算,残留液中c(F-),根据进行计算; ⑸①Mn2+在电解池的阴极得电子生成单质锰,需要用阴离子交换膜;②Mn2+在电解池得阴极的电子生成单质锰,水中的氢氧根在阳极失电子生成氧气,再写出总反应方程式。 ⑴四氧化三锰(Mn3O4)中锰元素的化合价有+2价和+3价,根据化合价改写为MnO∙Mn2O3,因此A正确,故答案为:A。 ⑵P2O4密度比水小,若用P2O4萃取碘水中的碘,振荡、静置后的现象为液体分层,则现象是上层为紫红色,下层为无色;故答案为:液体分层,上层为紫红色,下层为无色; ⑶Mn(OH)2在空气中加热生成Mn3O4,反应物是Mn(OH)2和氧气,根据得失电子守恒,元素守恒,化学方程式为6Mn(OH)2 + O2 = 2Mn3O4 + 6H2O;故答案为:6Mn(OH)2 + O2 = 2Mn3O4 + 6H2O; ⑷若要除去Ca2+、Mg2+,Ca2+、Mg2+离子浓度小于1×10-5 mol·L-1,且氟化镁的溶度积更大一些,则根据氟化镁的溶度积计算,所以,则残留液中c(F-)应不小于2.55×10-2 mol·L-1,;故答案为:2.55×10-2;4.15×10-3; ⑸①若想制备高纯度单质锰,则需要Mn2+在电解池的阴极的电子生成单质锰,需要用阴离子交换膜;故答案为:阴离子。 ②Mn2+在电解池的阴极得电子生成单质锰,水中的氢氧根在阳极失电子生成氧气,所以该电解反应的化学方程式:2MnSO4 + 2H2O 2Mn + O2↑+ 2H2SO4;故答案为:2MnSO4 + 2H2O 2Mn + O2↑+ 2H2SO4。  
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硫酸锰是一种植物合成叶绿素的催化剂,也可用于制备多种含锰物质。

回答下列问题:

⑴工业上可用惰性电极电解MnSO4溶液的方法制备MnO2,其阳极的电极反应式为________

⑵我国普遍采用两矿加酸法制备MnSO4。两矿指软锰矿(主要成分MnO2,含少量Al2O3SiO2)、黄铁矿(FeS2)。生产MnSO4的工艺流程如下:

①软锰矿和黄铁矿需按一定比例混合,若黄铁矿过量太多,将导致的主要后果为________

酸溶时,黄铁矿被氧化为Fe3+SO42的离子方程式为________,该操作需控制在90℃,温度不能过低的原因为________

③若使氧化的溶液中杂质离子除净,pH”应不小于________保留两位有效数字。已知:Mn(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Ksp分别为2.0×10-131.0×10-334.0×10-38,溶液中离子浓度小于等于10-5 mol·L1时,认为该离子沉淀完全。

MnSO4的溶解度曲线如图所示,则操作I”,为________________、用热水洗涤、干燥。

⑶用(NH4)2S2O8溶液鉴别溶液中Mn2+的现象为溶液变为紫红色。所发生反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________S2O82中含有1个过氧键。则其中S元素的化合价为________

 

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锑酸钠(NaSbO3)具有广泛的应用,可用作显像管、光学玻璃和各种高级玻璃的澄清剂,纺织品、塑料制品的阻燃剂,搪瓷乳白剂,制造铸件用漆的不透明填料及铁皮、钢板抗酸漆的成分。工业上用双氧水氧化法制备NaSbO3∙3H2O的工艺流程如下:

回答下列问题:

NaSbO3∙3H2OSb的化合价为________

⑵先将锑白、氢氧化钠和水按一定的比例制浆,制浆过程中,搅拌、加热的目的是________

⑶将制得的浆液加热至适当温度后,慢慢滴入30%H2O2溶液进行氧化回流,温度不宜过高的原因是________。此过程中涉及反应如下,配平此化学方程式:

____Sb2O3 + ____H2O2 + ____NaOH + ____H2O = ____NaSbO3∙3H2O

⑷此流程中,可以循环利用的主要物质有________

沉淀主要成分为锑酸钠,流程中一系列操作主要包括________,产品在90100℃下烘干,温度不宜太高的原因是________________________________

 

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一种磁性材料的磨削废料(含镍质量分数约为21%)的主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍的工艺流程如下:

回答下列问题:

⑴合金中的镍难溶于稀硫酸,酸溶时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸,反应生成的气体只有N2。写出金属镍溶解的离子方程式:_______

除铁H2O2的作用是__________,为了证明添加的H2O2已足量,应选择的试剂是__________(铁氰化钾硫氰化钾”)溶液。

除铜时,反应的离子方程式为__________,若用Na2S代替H2S除铜,优点是__________

⑷已知除杂过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量为理论用量的1.1倍,用量不宜过大的原因是__________

⑸镍氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型,其工作原理如下:M + Ni(OH)2MH + NiOOH(式中M为储氢合金),写出电池放电过程中正极的电极反应式:__________

⑹已知黄钠铁矾[NaxFey(SO4)m(OH)n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点。某研究小组为测定黄钠铁矾的组成,进行了如下实验:

步骤Ⅰ.称取4.850g黄钠铁矾样品,加盐酸完全溶解后,配成100.00mL溶液A

步骤Ⅱ.量取25.00mL溶液A,加入足量的KI,用0.2500 mol·L1Na2S2O3溶液进行滴定(反应为I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6 ),滴定至终点时消耗30.00mL Na2S2O3溶液。

步骤另取25.00mL溶液A,加足量BaCl2溶液充分反应后,过滤、洗涤、干燥后得沉淀1.165g

①用Na2S2O3溶液进行滴定时,使用的指示剂为__________,滴定达到终点时的颜色变化为__________

②黄钠铁矾的化学式为 __________

 

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钼酸钠(Na2MoO4)可与重金属盐产生沉淀,是目前应用较多的一种新型水处理剂。利用精钼矿主要成分是MoS2,含少量PbS来制取钼酸钠晶体的工艺流程如下图所示。

请回答下列问题:

⑴混合气A中含有一种大气污染物,其化学式为___________

⑵焙烧的过程中采用如图1所示的多层逆流焙烧

①多层逆流焙烧的优点是___________任答两点

②依据如图2,写出第612MoO2参加反应的化学方程式___________

⑶写出碱浸时发生反应的离子方程式___________

PbSH2O2反应时,温度高于40℃后,反应速率反而减慢,原因是___________

⑸流程图中SO42的过程中,当BaMoO4开始沉淀时,SO42的去除率为97.0%,已知原Na2MoO4溶液中c(MoO42)=0.48mol/L c(SO42)=0.040mol/LKsp(BaSO4) = 1.0×10-10,则Ksp(BaMoO4) = ___________过程中溶液体积变化忽略不计

⑹锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为:xLi + nMoS2Lix(MoS2)n,则电池放电时的正极反应式是___________

 

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重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:

回答下列问题:

步骤①的主要反应为:FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4 + Fe2O3 + CO2+ NaNO2

上述反应配平后FeOCr2O3NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________________(可用化学方程式表示)

⑵步骤④调滤液2pH使之变_________(”),原因是_________(用离子方程式表示)。

⑶有关物质的溶解度如图所示。向滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到10得到的K2Cr2O7固体产品最多,步骤⑤的反应类型是___________________

 

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