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碳酸锰是制取其他含锰化合物的原料,也可用作脱硫的催化剂等。一种焙烧氯化铵和菱锰矿...

碳酸锰是制取其他含锰化合物的原料,也可用作脱硫的催化剂等。一种焙烧氯化铵和菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如图所示

已知①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3,还有少量的FeAlCaMg等元素

②常温下,相关金属离子在浓度为0.1mol/L时形成M(OH)n沉淀的pH范围如表

金属离子

Al3+

Fe3+

Fe2+

Ca2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

3.8

1.5

6.3

10.6

8.8

9.6

沉淀完全的pH

5.2

2.8

8.3

12.6

10.8

11.6

 

回答下列问题:

(1)“混合研磨的作用为_______________________

(2)“焙烧时发生的主要反应的化学方程式为_________________________________

(3)分析图1、图2,焙烧氯化铵、菱锰矿粉的最佳条件是_____________________________

(4)净化除杂流程如下

①已知几种物质氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8KMnO4MnO2Fe3+,则氧化剂X宜选择__________

A(NH4)2S2O8      BMnO2        CKMnO4

②调节pH时,pH可取的范围为_________________

(5)“碳化结晶过程中不能用碳酸铵代替碳酸氢铵,可能的原因是__________________

 

加快反应速率 MnCO3+2NH4Cl=MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 温度为500℃,且m(MnCO3):m(NH4Cl)=1.10 B 5.2≤pH<8.8 CO32-水解程度大于HCO3-,易生成氢氧化物沉淀 【解析】 菱锰矿的主要成分为MnCO3,加入氯化铵焙烧发生MnCO3+2NH4ClMnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O↑,气体为二氧化碳和氨气、水蒸气,浸出液中含MnCl2、FeCl2、CaCl2、MgCl2、AlCl3等,结合表中离子的沉淀pH及信息可知,浸取液净化除杂时加入少量MnO2氧化亚铁离子为铁离子,加氨水调pH,生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝,加入NH4F,除去Ca2+、Mg2+,净化液加入碳酸氢铵碳化结晶过滤得到碳酸锰,据此分析解题。 (1)“混合研磨”可增大反应物的接触面积,加快反应速率; (2) 根据流程,菱镁矿粉与氯化铵混合研磨后焙烧得到氨气、二氧化碳和Mn2+,主要化学反应方程式为:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O; (3) 由图可知,锰的浸出率随着焙烧温度、氯化铵与菱镁矿粉的质量之比增大而提高,到500℃、1.10达到最高,再增大锰的浸出率变化不明显,故氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是焙烧温度500℃,氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为1.10; (4) 净化过程:加入少量MnO2氧化亚铁离子为铁离子,加氨水调pH,生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铝,加入NH4F,除去Ca2+、Mg2+; ①最合适的试剂为MnO2,氧化亚铁离子,反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,且不引入新杂质,故答案为B; ②调节溶液pH使Fe3+,A13+沉淀完全,同时不使Mn2+沉淀,根据表中数据可知调节溶液pH范围5.2≤pH<8.8; (5) 碳化结晶中生成MnCO3的离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3═MnCO3↓+NH4+,不用碳酸铵溶液替代NH4HCO3溶液,可能的原因是碳酸铵溶液中的c(OH-)较大,会产生Mn(OH)2沉淀。
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考点分析:
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甲同学通过查询资料知道,一定浓度的硝酸与镁反应时,可得到二氧化氮、一氧化氮、氮气三种气体。该同学用下列仪器组装装置来直接验证有二氧化氮、一氧化氮生成并制取氮化镁 (假设实验中每步转化均是完全的) 。查阅文献得知:

①二氧化氮沸点为21.1  ℃、熔点为-11 ℃,一氧化氮沸点为-151 ℃、熔点为-164 ℃;

②镁也能与二氧化碳反应;

③氮化镁遇水反应生成氢氧化镁和氨气。

(1)实验中先打开开关K,通过导管向装置内通入二氧化碳气体以排出装置内的空气,停止通入二氧化碳的标志是________________________________

(2)为实现上述实验目的,所选用的仪器的正确连接方式是A→____________→E,确定还原产物中有二氧化氮的现象是______________________________________,实验中要多次使用装置F,第二次使用F的目的是______________________________________________

(3)实验过程中,发现在D中产生预期现象的同时,C中溶液颜色慢慢褪去,试写出C中反应的离子方程式:________________________________

(4)甲同学在A中开始反应时,马上点燃B处的酒精灯,实验结束后通过测试发现B处的产品纯度不高,原因是______________________________________

(5)设计一种实验方案,验证镁与硝酸反应时确实有氮气生成:__________________________

 

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BaOH2NaOH的混合稀溶液中通入足量的CO2气体,生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2气体体积(V)的关系如图所示,试回答:

1a点之前的反应的离子方程式为__

2a点到b点之间的反应的离子方程式是____

3c点二氧化碳体积是__L

4)混合稀溶液中BaOH2NaOH的物质的量之比为__

 

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按要求填空。

(1)FeFe2+Fe3+H+中,

①只有氧化性的是__

②只有还原性的是__

③既有氧化性又有还原性的是__

(2)已知RxO42-+MnO4-+H+→RO2+Mn2++H2O变化过程中,0.2molRxO42-参加反应,共转移0.4mol电子。

①反应中的被还原的微粒是__

x=__

③参加反应的氢离子的物质的量为__

 

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下列离子方程式的书写及评价,均合理的是(   

选项

离子方程式

评价

A

2 molCl2通入含1 molFeI2的溶液中:2Fe22I2Cl2===2Fe34ClI2

正确;Cl2过量,可将Fe2I均氧化

B

Ba(HCO3)2溶液与足量的NaOH溶液反应:Ba2HCO3-OH===BaCO3H2O

正确;酸式盐与碱反应生成正盐和水

C

过量SO2通入NaClO溶液中:SO2H2OClO===HClOHSO3-

正确;说明酸性:H2SO3强于HClO

D

将等体积的3.5mol/LHCl溶液,逐滴加入到1 mol/LNaAlO2溶液中:6AlO2-21H==5Al3Al(OH)39H2O

正确;第一步反应和第二步反应消耗的H的物质的量之比为25

 

 

A. A B. B C. C D. D

 

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把图2的碎纸片补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是(   

A.作氧化剂 B.若有参加反应转移电子

C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为52 D.配平后的化学计量数分别为23

 

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