实验室用软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料制取Mn2O3和单质硫,其实验流程如下:
已知:① 在碱性条件下,二价锰以Mn(OH)2形式稳定存在,三价锰以MnOOH形式稳定存在。Mn(OH)2和MnOOH均难溶于水和碱性溶液。
②无水MnSO4晶体熔点700 ℃,在不同温度下它和MnOOH固体受热发生分【解析】
4MnSO42Mn2O3+4SO2↑+O2↑;2MnOOHMn2O3+H2O↑。
(1)溶浸过程中生成MnSO4、Fe2(SO4)3及单质S,该反应的化学方程式为________。
(2)室温下,为使杂质离子浓度小于1×10-6mol·L-1,除铁步骤中需调节溶液pH范围为________(已知:Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16、Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀)
(3)为提高Mn2O3的产率,流程中两次过滤操作后均需对滤渣进行洗涤,并________。
(4)(NH4)2S溶液浸取过滤Ⅰ得到的滤渣时发生反应:(NH4)2S +xS(NH4)2Sx+1,单质硫转化为多硫化铵[(NH4)2Sx+1]转移到液相中。实验时采用过量的饱和(NH4)2S溶液浸取的目的是________。将多硫化铵溶液置于如图所示的装置中,控制在90 ℃条件下分解,单质硫的提取率可达98%。实验中适宜的加热方式为____________________。
(5)请补充完整由MnSO4溶液制备较纯净Mn2O3的实验方案:向MnSO4溶液中________,72 h后得到产品Mn2O3。(须使用的试剂:0.2 mol·L-1氨水、3%H2O2溶液、BaCl2溶液、热水)
铝工业产生的硫酸盐溶液经喷雾干燥后得到以硫酸铝为主的固体,硫酸铝的利用成为资源综合利用的一个重要项目。
(1)室温下配制一定浓度的酸性硫酸铝溶液,通过加入CaCO3粉末调节硫酸铝溶液的pH,可制得可溶性的碱式硫酸铝[Ala(OH)b(SO4)c],用于烟气脱硫,碱式硫酸铝中b值的大小影响其脱硫效率。制备碱式硫酸铝溶液时,可以提高b值的措施有_____(写出一条合理措施即可)
(2)在还原气氛下硫酸铝固体分解得到的活性Al2O3可作为工业催化剂载体。在H2还原气氛下,硫酸铝的分解常温就能进行。这是由于在还原气氛中易生成中间产物Al2S3,随即再与Al2(SO4)3反应得到Al2O3。则Al2(SO4)3与H2反应生成Al2S3的化学方程式为________。
(3)将10.00 g Al2(SO4)3·n H2O放入坩埚内,在氩气气氛中灼烧。在热分解过程中,热重分析仪记录数据如下(已去除坩埚的质量):
温度 | 298 K | 523 K | 687 K | 1 393 K |
固体质量 | 10.00 g | 5.94 g | 5.14 g | 1.53 g |
①温度达1 393 K后固体质量不再变化,经分析固体成分为γ-Al2O3和无定型Al2O3结构的微晶。则Al2(SO4)3·nH2O中的n值为________。
②求523 K时固体成分的化学式(请写出计算过程)。__________
化合物G是合成一种新型降压药的重要中间体,其合成路线如下:
(1)化合物A中官能团的名称是________和________。
(2)化合物A→B的反应类型是________。
(3)化合物D的分子式为C13H18N2O3,D的结构简式为________。
(4)B的一种同分异构体同时满足下列条件,该同分异构体的结构简式为________。
①含有苯环,属于α-氨基酸;② 能发生银镜反应;③ 分子中含有6种不同环境的氢原子。
(5) 已知:ROHRNH2,写出以和乙烯为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。_________________
以含锂电解铝废渣(主要成分为LiF、AlF3、NaF,少量CaO等)为原料,生产碳酸锂的工艺流程如下:(已知:常温下,LiOH可溶于水,Li2CO3微溶于水)
(1)含锂电解铝废渣与浓硫酸在200~400 ℃条件下反应2 h,加水浸取后过滤,得到的滤渣主要成分是________(填化学式)。
(2)流程中浸取后的过滤操作需要趁热在恒温装置中进行,否则会导致Li2SO4的收率下降,原因是________________。(已知部分物质的溶解度数据见下表)
(3)40℃下进行碱解反应,得到粗碳酸锂与氢氧化铝的混合滤渣,生成氢氧化铝的离子方程式为_______________________。
(4)苛化过程中加入的氧化钙将不溶性的碳酸锂转化成氢氧化锂溶液。若氧化钙过量,则可能会造成_____________________。
(5)碳化反应中,CO2的吸收采用了气、液逆流的方式,这样做的优点是________。整个工艺流程中可以循环利用的物质有________。
一定条件下,测得反应3CO(g)+3H2(g)(CH3)2O(g)+CO2(g)达平衡时CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示(假定过程中不发生其他反应)。温度为T时,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol CO和0.4 mol H2,反应达平衡时测得CO2物质的量为0.1 mol。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0,图中压强p1>p2
B.压强为p2时,图中Q点所示条件下v(正)<v(逆)
C.温度为T时,若向体积为1 L的恒压容器中充入0.4 mol CO和0.4 mol H2,达平衡时CO的转化率大于75%
D.温度为T时,若向原容器中充入0.1 mol CO、0.2 mol(CH3)2O和0.2 mol CO2,则该反应的平衡常数大于104
H2S为二元弱酸,20 ℃的pKa1=6.89,pKa2=14.15(电离常数K的负对数-lg K=pK)。在20 ℃时,向0.1 mol·L-1的Na2S溶液中缓慢通入HCl(忽略溶液体积变化和H2S的挥发),在该过程中下列微粒物质的量浓度关系一定正确的是( )
A.溶液中c(HS-)=c(S2-)时,c(S2-)+2c(H2S)<c(Cl-)
B.溶液呈中性时,c(HS-)+2c(H2S)=c(Cl-)
C.溶液pH=6.89时,c(Cl-)>c(HS-)=c(H2S)>c(H+)>c(OH-)
D.溶液中c(Cl-)=0.2 mol·L-1时,c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)=c(H+)