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硫酸锰广泛应用于医药、食品、农药、造纸等行业,如图是以软锰矿(主要成分是MnO2...

硫酸锰广泛应用于医药、食品、农药、造纸等行业,如图是以软锰矿(主要成分是MnO2,还含有SiO2等杂质)和黄铁矿(FeS2)制取MnSO4∙H2O的流程图,已知Ksp(MnCO3)=2.2×10-11,气体常用作气体肥料。回答下列问题:

(1)空气中高温焙烧发生反应的化学方程式为________

(2)气体的电子式为________

(3)操作a所用的主要玻璃仪器:________

(4)常温下,0.1mol/L碳酸氢铵溶液中微粒浓度分数与pH的关系如图所示,取一定量母液C加入NH4HCO3至其浓度为0.1mol/L可制得高性能强磁性材料MnCO3,该反应的离子方程式为________同时调pH=10.3,则溶液中c(Mn2+)=________

(5)硫酸锰是工业制备MnO2电极的活性原料,则用惰性电极电解酸性母液C制得MnO2的阳极电极反应式为________若电路中通过0.3mol电子时,理论上得到MnO2的质量为________g

(6)如图是MnSO4∙H2O的热重曲线,则850℃时固体化学式为________700℃时发生反应的化学方程式是________

 

4FeS2+11O2+8MnO22Fe2O3+3MnSO4 烧杯、漏斗、玻璃棒 Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O 4.4×10-10mol/L Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 13.05 Mn3O4 MnSO4∙H2OMnSO4+H2O↑ 【解析】 (1)由流程图可知:Mn元素存在于溶液中,最后结晶出MnSO4∙H2O,故空气中高温焙烧时MnO2参加了反应; (2)CO2电子式为; (3)操作a为过滤操作; (4)母液C中溶质为MnSO4加入NH4HCO3生成MnCO3;由图象可知,pH=10.3,c(HCO3-)=c(CO32-)= 0.05mol/L; (5)根据Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+计算; (6)由MnSO4∙H2O热重曲线可知,利用质量差,推测物质。 (1)由流程图可知:Mn元素存在于溶液中,最后结晶出MnSO4∙H2O,故空气中高温焙烧时MnO2参加了反应,其发生反应的化学方程式为4FeS2+11O2+8MnO22Fe2O3+3MnSO4; (2)CO2为气体肥料,其电子式为; (3)操作a为过滤操作,故所用的主要玻璃仪器:烧杯、漏斗、玻璃棒; (4)母液C中溶质为MnSO4加入NH4HCO3生成MnCO3,故反应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O;由图象可知,pH=10.3,c(HCO3-)=c(CO32-)= 0.05mol/L,则溶液中c(Mn2+)===4.4×10-10mol/L; (5)惰性电极电解酸性硫酸锰溶液制得MnO2的阳极电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;当电路中通过0.3mol电子时,理论上得到MnO2的质量为0.3×0.5×87=13.05g; (6)由MnSO4∙H2O热重曲线可知,MnSO4∙H2O晶体的起始物质的量为=0.03mol,当700℃时固体质量减少量为5.07g-4.53g=0.54g,可知减少的H2O的物质的量为0.03mol,则发生的反应为MnSO4∙H2OMnSO4+H2O↑;850℃时固体质量为2.29g,其中锰元素的质量为0.03×55=1.65g,氧原子的物质的量为=0.04mol,Mn原子与O原子个数比为3:4,则固体的化学式为Mn3O4。  
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高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛用途。

(1)化学氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4)是用固体Fe2O3KNO3KOH混合加热生成紫红色高铁酸钾和KNO2等产物。此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____________

(2)工业上湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的工艺如图所示:

反应的化学方程式为_________________________________________________

反应的离子方程式为_________________________________________________

加入饱和KOH溶液的目的是_________________________________________________

高铁酸钾是一种理想的水处理剂,其处理水的原理为____________________________

实验室配制FeNO33溶液,为防止出现浑浊,一般是将FeNO33固体溶于稀HNO3后再加水稀释。已知25 ℃时,Ksp[FeOH3]4×10-38,此温度下在实验室中配制100 mL 5 mol·L-1 FeNO33溶液,则至少需要________mL4 mol·L-1 HNO3

(3)高铁酸钠(Na2FeO4)制备可采用三室膜电解技术,装置如图所示,阳极的电极反应式为________。电解后,阴极室得到的A溶液中溶质的主要成分为________(填化学式)。

 

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锶有“金属味精”之称。以天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3、MgO杂质)生产氢氧化锶的工艺如下:

已知氢氧化锶在水中的溶解度:

温度(℃)

0

10

20

30

40

60

80

90

100

溶解度(g/100mL)

0.91

1.25

1.77

2.64

3.95

8.42

20.2

44.5

91.2

 

(1)隔绝空气焙烧时SrSO4只被还原成SrS,化学方程式为_____________

(2)“除杂”方法:将溶液升温至95℃,加NaOH溶液调节pH为12。

①95℃时水的离子积KW=1.0×10-12Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-10,则溶液中c(Mg2+)=___

②若pH过大,将导致氢氧化锶的产率降低,请解释原因____

(3)“趁热过滤”的目的是____,“滤渣”的主要成分为___

(4)从趁热过滤后的滤液中得到Sr(OH)2产品的步骤为____、过滤、洗涤、干燥。

(5)“脱硫”方法:用FeCl3溶液吸收酸浸产生的气体,请写出吸收时的离子方程式______;再用石墨电极电解吸收液,电解后可在“脱硫”中循环利用的物质是FeCl3溶液。请写出电解时阳极的电极反应:____

 

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(1)MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,其电极反应正极:______,负极:______,该电池总反应的离子方程式为______

(2)如果把碱性电池改为酸性电池,其电极反应正极:______,负极:______,该电池总反应的离子方程式为______

 

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电化学原理在生产生活中应用十分广泛。请回答下列问题:

(1)通过SO2传感器可监测大气中SO2的含量,其工作原理如图1所示。

①固体电解质中O2-______极移动(”)

②写出V2O5电极的电极反应式:_____________

(2)近期科学家研究发现微生物可将生产废水中的尿素[CO(NH2)2]直接转化为对环境友好的两种物质,其工作原理如图2所示。回答下列问题:

 

N极为____(”)M电极反应式______________________

N极消耗标准状况下33.6L气体时,M极理论上处理的尿素的质量为______g

(3)人工光合系统装置(如图)可实现以CO2H2O合成CH4。下列说法不正确的是__________

A.该装置为原电池,且铜为正极

B.电池工作时,H+Cu电极移动

C.GaN电极表面的电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+

D.反应CO2+2H2OCH4+2O2中每消耗1molCO2转移4mole-

 

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非线性光学晶体在信息、激光技术、医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用Cs2CO3XO2XSiGe)和H3BO3首次合成了组成为CsXB3O7的非线性光学晶体。回答下列问题:

1COSi三种元素电负性由大到小的顺序为__________;第一电离能I1(Si) ____ I1(Ge)(填)。

2)基态Ge原子核外电子排布式为_____________SiO2GeO2具有类似的晶体结构,其中熔点较高的是________,原因是______

3)如图为H3BO3晶体的片层结构,其中B的杂化方式为________;硼酸在热水中比在冷水中溶解度显著增大的主要原因是_____________

4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。CsSiB3O7属于正交晶系(长方体形),晶胞参数为a pmb pmc pm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为_______CsSiB3O7的摩尔质量为M g·mol1,设NA为阿伏加德罗常数的值,则CsSiB3O7晶体的密度为_____________g·cm1(用代数式表示)。

 

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