软锰矿的主要成分MnO2,还含有Fe2O3、Al2O3、SiO2等,用软锰矿浆吸收工业废气中的二氧化硫,制备高锰酸钾的流程如图所示:
已知:滤液A中的金属阳离子主要是Mn2+还含有少量的Fe2+、Al3+等,几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如右表所示:
离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe2+ | 7.6 | 9.7 |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Al3+ | 3.8 | 4.7 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
根据上述流程,回答下列问题:
(1)写出软锰矿通入二氧化硫发生的主要反应的化学方程式__。
(2)滤渣A的成分是__,其中的化学键类型是___。
(3)步骤②中加入MnO2的作用__。
(4)有同学认为可以用碳酸锰(MnCO3)或氢氧化锰[Mn(OH)2]替代石灰乳,你是否同意此观点___?简述理由___。
(5)滤液B中加入KMnO4时发生反应的离子方程式是__。
(6)第⑦步用镍片(镍不参与反应)和铁板作电极,电解K2MnO4溶液可制备KMnO4。有关说法正确的是__(填字母)
A.a与电源的负极相连
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.阳极的电极反应为MnO42--e-=MnO4-
D.阴极的电解产物为KOH
目前全世界的镍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。
碱式碳酸镍的制备:
工业用电解镍新液(主要含NiSO4,NiCl2等)制备碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O],制备流程如图:
(1)反应器中的一个重要反应为3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiCO3·2Ni(OH)2+3Na2SO4+2X,X的化学式为__。
(2)物料在反应器中反应时需要控制反应温度和pH值。分析如图,反应器中最适合的pH值为__。
(3)检验碱式碳酸镍晶体洗涤干净的方法是__。
测定碱式碳酸镍晶体的组成:
为测定碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]组成,某小组设计了如图实验方案及装置:
资料卡片:碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成NiO、CO2和H2O
实验步骤:
①检查装置气密性;
②准确称量3.77g碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O]放在B装置中,连接仪器;
③打开弹簧夹a,鼓入一段时间空气,分别称量装置C、D、E的质量并记录;
④__;
⑤打开弹簧夹a缓缓鼓入一段时间空气;
⑥分别准确称量装置C、D、E的质量并记录;
⑦根据数据进行计算(相关数据如下表)
| 装置C/g | 装置D/g | 装置E/g |
加热前 | 250.00 | 190.00 | 190.00 |
加热后 | 251.08 | 190.44 | 190.00 |
实验分析及数据处理:
(4)E装置的作用__。
(5)补充④的实验操作___。
(6)通过计算得到碱式碳酸镍晶体的组成__(填化学式)。
镍的制备:
(7)写出制备Ni的化学方程式__。
ClO2是一种优良的消毒剂,其溶解度约是Cl2的5倍,但温度过高浓度过大时均易发生分解,因此常将其制成KClO2固体,以便运输和贮存。制备KClO2固体的实验装置如图所示,其中A装置制备ClO2,B装置制备KClO2。请回答下列问题:
(1)A中制备ClO2的化学方程式为__。
(2)与分液漏斗相比,本实验使用滴液漏斗,其优点是__。加入H2SO4需用冰盐水冷却,是为了防止液体飞溅和__。
(3)实验过程中通入空气的目的是__,空气流速过快,会降低KClO2产率,试解释其原因__。
(4)ClO2通入KOH溶液生成KClO2的同时还有可能生成的物质__。
a.KCl b.KClO c.KClO3 d.KClO4
(5)KClO2变质分解为KClO3和KCl,取等质量的变质前后的KClO2试样配成溶液,分别与足量的FeSO4溶液反应消耗Fe2+的物质的量__(填“相同”、“不相同”“无法确定”)。
人类向大气中排放的NOx和SO2对环境会产生危害,烟气的脱硝(除NOx)技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点。
(1)选择性催化还原技术是目前最成熟的烟气脱硝技术,即在催化剂作用下,用还原剂(如NH3选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-905.5kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180kJ·mol-1
则4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) ΔH3=__。
(2)碱性KMnO4氧化法也可将NOx进行脱除。
①用KMnO4(NaOH)溶液进行烟气中NO的脱除,将该离子方程式补充完整。__
□NO+□MnO4-+□__=NO2-+3NO3-+□MnO42-+□__
②下列叙述正确的是__(填字母序号)。
A.将脱除后的混合溶液进行分离可获得氮肥
B.反应后混合溶液中:c(MnO4-)+2c(MnO42-)=c(K+)
C.在不同酸碱性条件下,KMnO4发生还原反应的产物可能不同
(3)催化剂V2O5可用于处理NOx和SO2。
V2O5在催化降解NOx的过程中,也会对SO2和O2反应起到一定的催化作用,其反应式如下:
a.V2O5+SO2=V2O4+SO3
b.__
c.2VOSO4=V2O5+SO2+SO3
SO3进一步与烟气中逃逸的氨反应,生成硫酸氢铵和硫酸铵。
某反应中反应物与生成物FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu;
(1)将上述反应设计成的原电池如图甲所示请回答下列问题:
①图中X溶液是__;
②Cu电极上发生的电极反应式为__;
③原电池工作时,盐桥中的__填“K+”或“Cl-”)不断进入X溶液中。
(2)将上述反应设计成电解池如图乙所示乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙,请回答下列问题:
①M是电源的__极;
②图丙中的②线是__的变化;
③当电子转移为0.2mol时向乙烧杯中加入__L5mol/LNaOH溶液才能使所有的金属阳离子沉淀完全。
Fe3O4中含有、,分别表示为Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ),以Fe3O4/Pd为催化材料,可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO2-,其反应过程示意图如图所示,下列说法不正确的是
A.Pd上发生的电极反应为:H2 - 2e- 2H+
B.Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用
C.反应过程中NO2-被Fe(Ⅱ)还原为N2
D.用该法处理后水体的pH降低