题目内容
【题目】工业以软锰矿(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
(1)浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的化学方程式为Fe2O3+ SO2+2H+=2Fe2++ SO42-+ H2O,该反应是经历以下两步反应实现的。写出ⅱ的离子方程式:_____________。
ⅰ:Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3++3H2O
ⅱ:……
(2)过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为_____________(填离子符号)。
(3)写出氧化过程中MnO2与SO2反应的化学方程式:_________________。
(4)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成,温度对“浸锰”反应的影响如图所示,为减少MnS2O6的生成,“浸锰”的适宜温度是_________;向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是___________________。
(5)加入NH4HCO3溶液后,生成MnCO3沉淀,同时还有气体生成,写出反应的离子方程式:___________________。
(6)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是____________________。
【答案】 2Fe3++ SO2+2H2O = 2Fe2+ + SO42-+4H+ Mn2+ Fe2+ MnO2+SO2=MnSO4 90℃ 防止NH4HCO3受热分解,提高原料利用率 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O 取1-2mL最后一次洗液于试管,滴加盐酸酸化BaCl2溶液,若无白沉淀产生,则洗涤干净
【解析】(1)反应ⅱ是溶液中的Fe3+氧化SO2生成硫酸,本身还原为Fe2+,发生反应的离子方程式为2Fe3++ SO2+2H2O = 2Fe2+ + SO42-+4H+ ;
(2)浸锰操作时MnO2被SO2还原为Mn2+,则过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为Mn2+、Fe2+ ;
(3)氧化过程中MnO2被还原为Mn2+,SO2被氧化为SO42-,发生反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4;
(4)由图示可知温度在90℃左右时,锰的浸出率最高,此时MnS2O6的生成率最低,则“浸锰”的适宜温度是90℃;因NH4HCO3稳定性差,受热易分解,向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是 防止NH4HCO3受热分解,提高原料利用率;
(5)加入NH4HCO3溶液后,生成MnCO3沉淀,同时还有气体生成,此气体应为CO2,发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(6)生成的MnCO3沉淀表面附着液中含有SO42-,则检验洗涤是否完全的方法是取1-2mL最后一次洗液于试管,滴加盐酸酸化BaCl2溶液,若无白沉淀产生,则洗涤干净。
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【题目】“2015·8·12”天津港爆炸中有一定量的氰化物泄露。氰化物多数易溶于水,有剧毒,易造成水污染。已知部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 | HCOOH | HCN | H2CO3 |
电离平衡常数(25℃) | Ki=1.77×10-4 | Ki=5.0×10-10 | Ki1=4.3×10-7 Ki2=5.6×10-11 |
(1)根据价键规则,写出H2CO3的结构式__________。
(2)下列能用于判断氮、碳两种元素非金属性强弱的是_________(填序号)
a. 气态氢化物的稳定性强弱 b. 最高价氧化物对应水化物酸性强弱
c. Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO d. 比较在周期表中的位置
(3)0.01mol/L的NaCN溶液pH=9,用离子方程式表示呈碱性的原因_______。 请判断该溶液中:c(CN-)__c(OH-)(填“>”、“<”或“=”)
(4)含CN-的污水危害很大,处理该污水时,可在催化剂TiO2作用下用NaClO将CN-氧化成CNO-。CNO-在酸性条件下继续被NaClO氧化生成N2与CO2。某环保部门用下图装置进行实验,以证明该处理方法的有效性并测定CN-被处理的百分率。
将浓缩后含CN-的废水与过量NaClO溶液的混合液(其中CN-浓度为0.05mol/L)200mL倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。
①甲中反应的离子方程式为___________,乙中反应的离子方程式为________。
②上述实验是通过测定CO2的量来确定CN-的处理效果。若丙中的试剂是饱和食盐水,且丙、丁都是除杂装置,则乙中产生的气体除CO2、N2外,还可能含有的杂质气体是__________,戊中盛有足量的石灰水,若实验后戊中生成0.9g沉淀,则CN-被处理的百分率为_________。
(5)装置中碱石灰的作用是__________。