题目内容
【题目】氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:①菱锰矿石主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素;
②常温下,CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10-10、7.42×10-11
③相关金属离子c(Mn+)=0.1mol/L形成氯氧化物沉淀时的pH如下:
回答下列问题:
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 |
(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为______________________。
(2)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是:
焙烧温度_________,氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为__________,焙烧时间为___________.
(3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为________;然后调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全,此时溶液的pH范围为____。再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,当c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L时, c(Mg2+)=______mol/L
(4)碳化结晶时,发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
(5)流程中能循环利用的固态物质是____________。
【答案】MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O 500℃ 1.10 60min MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 5.2≤pH<8.8 5×10-6 Mn2++2HCO3-
MnCO3↓+CO2↑+H2O NH4Cl
【解析】
根据流程,将菱镁矿粉(主要成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)与NH4Cl混合研磨后焙烧,发生MnCO3+2NH4Cl MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O,浸出,浸出液中含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+,加入MnO2将Fe2+氧化成Fe3+:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,然后调节pH范围是5.2≤pH<8.8,使 Fe3+、Al3+以氢氧化物的形式完全沉淀,再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+,过滤,净化液成分主要是MnCl2,加入碳酸氢铵碳化结晶,发生反应:Mn2++2HCO3-
MnCO3↓+CO2↑+H2O,过滤,得到MnCO3产品和滤液NH4Cl,将滤液NH4Cl蒸发结晶得到NH4Cl可循环使用,据此分析作答;
(1)焙烧是MnCO3与NH4Cl的反应,根据流程图,得到产物是CO2和NH3,根据元素守恒,因此方程式为MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;
答案为MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;
(2)根据图1,温度在500℃时浸出率较高,如果再升高温度,浸出率增加不大,提高成本,根据图2,氯化铵与菱镁矿质量比为1.10时为最佳,根据图3,在60min时浸出率为最佳;
答案为500℃;1.10;60min;
(3)MnO2将Fe2+氧化成Fe3+,本身被还原为Mn2+,依据化合价升降法进行配平,即离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;调节pH使Fe3+、Al3+沉淀完全,但不能影响Mn2+,因此pH控制在5.2≤pH<8.8;加入NH4F,除去Mg2+、Ca2+,当溶液中c(Ca2+)=1.0×10-5mol·L-1时,溶液中c2(F-)==1.46×10-5mol·L-1,则溶液c(Mg2+)=
≈5×10-6mol·L-1;
答案为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;5.2≤pH<8.8;5×10-6mol·L-1;
(4)根据流程图,碳化结晶得到MnCO3,“碳化结晶”原料是Mn2+和NH4HCO3,产物是MnCO3,该反应中没有化合价变化,不属于氧化还原反应,即离子方程式为Mn2++HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O;
答案为Mn2++HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(5)“碳化结晶”后过滤,得到MnCO3产品和滤液NH4Cl,将滤液NH4Cl蒸发结晶得到NH4Cl可循环使用;
答案为NH4Cl。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】(1)氮化硼、氮化铝、氮化镓的结构类似于金刚石,熔点如表中所示:
物质 | BN | AIN | GaN |
熔点/℃ | 3000 | 2200 | 1700 |
试从结构的角度分析它们熔点不同的原因___________________________________。
(2)N、P、As位于同一主族,基态氮原子的核外共有________种不同运动状态的电子,与PO43-互为等电子体的分子有________________(填一种即可)。
(3)铬原子的最高能层符号是_______,其价电子轨道表示式为____________________。
(4)比较第二电离能Cu_______Zn(填“>”、“=”、“<")。
(5)AuCl3是一种褐红色晶体,吸湿性极强,易溶于水和乙醇,无论是固态、还是气态,它都是以二聚体Au2Cl6的形式存在。写出Au2Cl6的结构式__________________________.
(6)已知Zn2+、Au+均能与CN-形成配离子, Zn2+与CN-形成的配离子为正四面体形,Au+与CN-形成的配离子为直线形. 工业上常用Au+和CN-形成的配离子与Zn单质反应来提取Au单质,写出该反应的离子方程式___________________________________________________________________________________ 。
【题目】乙烯是一种重要的基本化工原料,可制备乙酸乙酯,其转化关系如图.
已知:H2C=CH﹣OH不稳定
I ①的反应类型是___.请写出乙烯官能团名称_____, 由A生成B的化学方程式_____.
II 某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图所示,A中放有浓硫酸,B中放有乙醇、无水醋酸钠,D中放有饱和碳酸钠溶液。
已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH;
②有关有机物的沸点见下表:
试剂 | 乙醚 | 乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 |
沸点(℃) | 34.7 | 78.5 | 118 | 77.1 |
请回答:
(1)浓硫酸的作用为_______;若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,写出能表示18O位置的化学方程式__________
(2)球形干燥管C的作用是______若反应前D中加入几滴酚酞,溶液呈红色,反应结束后D中的现象是________。
(3)从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,分离出________;再加入(此空从下列选项中选择)________;然后进行蒸馏,收集77℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。
A 五氧化二磷 B 碱石灰
C 无水硫酸钠 D 生石灰
(4)从绿色化学的角度分析,使用浓硫酸制乙酸乙酯不足之处主要有________