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高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(...

高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含FeAlMgZnNiSi等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:

相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mg2+

Zn2+

Ni2+

开始沉淀的pH

8.1

6.3

1.5

3.4

8.9

6.2

6.9

沉淀完全的pH

10.1

8.3

2.8

4.7

10.9

8.2

8.9

 

 

 

1滤渣1”含有S__________________________;写出溶浸中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________

2氧化中添加适量的MnO2的作用是将________________________

3pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。

4除杂1”的目的是除去Zn2+Ni2+滤渣3”的主要成分是______________

5除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________________________________________________________________

6)写出沉锰的离子方程式___________________________________________________

7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中NiCoMn的化合价分别为+2+3+4。当x=y=时,z=___________

 

SiO2(不溶性硅酸盐) MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O 将Fe2+氧化为Fe3+ 4.7 NiS和ZnS F−与H+结合形成弱电解质HF,MgF2Mg2++2F−平衡向右移动 Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O 【解析】 (1)Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在,SiO2与硫酸不反应,所以滤渣I中除了S还有SiO2;在硫酸的溶浸过程中,二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应,二氧化锰作氧化剂,硫化锰作还原剂,方程式为:MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O; (2)二氧化锰作为氧化剂,使得MnS反应完全,且将溶液中Fe2+氧化为Fe3+; (3)由表中数据知pH在4.7时,Fe3+和Al3+沉淀完全,所以应该控制pH在4.7~6之间; (4)根据题干信息,加入Na2S除杂为了除去锌离子和镍离子,所以滤渣3是生成的沉淀ZnS和NiS; (5)由HF H++F-知,酸度过大,F-浓度减低,使得MgF2Mg2++2F-平衡向沉淀溶解方向移动,Mg2+沉淀不完全; (6)根据题干信息沉锰的过程是生成了MnCO3沉淀,所以反应离子方程式为:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O; (7)根据化合物中各元素化合价代数和为0的规律得:1+2x+3y+4z=6,已知,x=y=1/3,带入计算得:z=1/3  
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[2017新课标Ⅰ]凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知:NH3+H3BO3=NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl= NH4Cl+ H3BO3


回答下列问题:

(1)a的作用是_______________

(2)b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名称是__________________

(3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸气充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是____________;打开k2放掉水,重复操作2~3次。

(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加热b,使水蒸气进入e。

①d中保留少量水的目的是___________________

②e中主要反应的离子方程式为________________,e采用中空双层玻璃瓶的作用是________

(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m 克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L–1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为_________%,样品的纯度_______%。

 

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(1)下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是__________________    

A.第一电离能:ClSPSi   

B.共价键的极性:HFHClHBrHI

C.晶格能:NaFNaClNaBrNaI   

D.热稳定性:MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3

(2)FeCl3 中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的 FeCl3 的结构式为_________,其中 Fe 的配位数为___________________    

(3)NH4H2PO4 中,电负性最高的元素是________P________________杂化轨道与 O2p轨道形成______键。NH4H2PO4 LiFePO4 属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐, 如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示。这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 ______________(用 n 代表 P 原子数)。

(4)高温高压下 CO2 的晶体结构与SiO2 相似,该晶体熔点比 SiO2 晶体____________(填)。硅酸盐和 SiO2 一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元,图中表示一种含 n 个硅原子的单链式多硅酸根的结构(投影如图),Si 原子的杂化类型为_______________,其化学通式可表示为____________________

(5)四方晶系 CuFeS2 晶胞结构如图所示(下一页)。Cu2的配位数为_______________S2-的配位数为__已知:ab0.524 nmc1.032 nmNA 为阿伏加德罗常数的值,CuFeS2晶体的密度是_________________ g•cm-3(列出计算式)

 

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(一)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]水溶液为原料,通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH],装置如图所示。

(1)收集到(CH3)4NOH的区域是________(填a、b、c或d)。

(2)写出电池总反应_____________

(二)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成:CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=-2.7kJ·mol-1

已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表:

纯物质

沸点/℃

恒沸混合物(质量分数)

沸点/℃

乙醇

78.3

乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)

70.4

乙酸

117.9

乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)

71.8

乙酸乙酯

77.1

乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08) +水(0.09)

70.2

 

请完成:

(1)关于该反应,下列说法不合理的是_____________

A.反应体系中硫酸有催化作用

B.因为化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以反应的ΔS等于零

C.因为反应的△H 接近于零,所以温度变化对平衡转化率的影响大

D.因为反应前后都是液态物质,所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计

(2)一定温度下该反应的平衡常数K=4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料,则乙酸乙酯的平衡产率y =_________;若乙酸和乙醇的物质的量之比为n : 1,相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为x,请在图中绘制xn变化的示意图(计算时不计副反应)________

(3)工业上多采用乙酸过量的方法,将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110℃左右发生酯化反应并回流,直到塔顶温度达到70~71℃,开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有___________________

(4)近年,科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)+2H2(g)

在常压下反应,冷凝收集,测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如图所示。关于该方法,下列推测合理的是_____

A.反应温度不宜超过300℃

B.增大体系压强,有利于提高乙醇平衡转化率

C.在催化剂作用下,乙醛是反应历程中的中间产物

D.提高催化剂的活性和选择性,减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键

 

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炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列说法正确的是(      

A.氧分子的活化是 OO 的断裂与 CO 键的生成过程

B.炭黑颗粒是大气中 SO2 转化为 SO3 的催化剂

C.每活化一个氧分子吸收 0.29eV 能量

D.水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.42eV

 

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室温条件下在醋酸、醋酸钠混合溶液中,当c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.lmol.L-1时,c(CH3COOH)

c(CH3COO-)pH的关系如图所示。下列有关叙述正确的是

[

A.pH=5.5的溶液中:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)+c(OH-)

B.W点所表示的1.0L溶液中通人0.05molHCl气体(溶液体积变化可忽略):c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)

C.pH=3.5的溶液中:c(Na+)+c(H+)+c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1molL-l

D.W点所表示的溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH)-

 

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