题目内容
【题目】某矿石主要成分有磁铁矿(Fe3O4)、锰矿(MnO2和MnCO3)、氧化铝(Al2O3)、石棉Mg3Si3O7(OH)4等。其中锰矿含量大于磁铁矿含量。工业上将该矿石处理后提取铝的工业流程如下:
已知:二氧化锰难溶于水、稀硫酸,溶于热浓盐酸。碳酸锰不溶于水,溶于稀硫酸。
(1)MnO2和MnCO3中,Mn元素的化合价分别是_________。
(2)石棉化学式为Mg3Si3O7(OH)4,它与硫酸反应的化学方程式为_________。
(3)滤渣A为____________(填化学式)
(4)步骤②中加入氢氧化钠的作用是_________。
(5)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如表:
离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | Mn2+ |
开始沉淀的pH | 2.7 | 3.7 | 7.0 | 9.3 | 7.8 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 4.7 | 9.6 | 10.8 | 9.8 |
步骤②中加入氢氧化钠调节溶液的pH等于11,则滤渣B的成份是________。
(6)步骤③是往滤液中加入一种物质后过滤,这种物质是__________,过滤操作中使用的玻璃仪器有漏斗、_________;由D电解制备铝的化学方程式为_____________。
【答案】+4、+2 Mg3Si3O7(OH)4+3H2SO4=3MgSO4+3H2SiO3↓+2H2O MnO2、H2SiO3 将Fe3+、Fe2+、Mg2+、Mn2+转化为沉淀,使Al3+转化为AlO2— Fe(OH)3、Mg(OH)2、Mn(OH)2 CO2 烧杯、玻璃棒 2Al2O3 4Al+O2↑
【解析】
(1)化合物中元素化合价之和为0;
(2)石棉的氧化物化学式为:3MgO3SiO22H2O,据此分析;
(3)该滤渣主要成分是不溶于硫酸和水的物质;
(4)加氢氧化钠溶液可以提高溶液pH值,使杂质离子变为沉淀;
(5)根据表格数据进行分析,注意碱过量氢氧化铝会溶解;
(6)将偏铝酸盐转化成沉淀的方法是通过量二氧化碳;过滤需要漏斗、玻璃棒、烧杯。
(1)MnO2中氧元素为-2价,所以Mn为+4价;MnCO3中氧元素为-2价,碳元素为+4价,所以Mn元素为+2价,故答案为:+4、+2;
(2)石棉的氧化物化学式为:3MgO3SiO22H2O,与硫酸反应生成硫酸镁和硅酸沉淀,故答案为:Mg3Si3O7(OH)4+3H2SO4=3MgSO4+3H2SiO3↓+2H2O;
(3)根据(2)可知生成了不溶于酸的硅酸,同时根据题目所给信息可知MnO2难溶于水、稀硫酸,故答案为:MnO2、H2SiO3;
(4)经过过滤后,滤液中存在Fe3+、Fe2+、Mg2+、Mn2+、Al3+等离子,加入氢氧化钠可以将Fe3+、Fe2+、Mg2+、Mn2+转化为沉淀,同时可以使Al3+转化为AlO2-,故答案为:将Fe3+、Fe2+、Mg2+、Mn2+转化为沉淀,使Al3+转化为AlO2-;
(5)根据题目所给表格可知,当pH=11时,所有金属离子都已经沉淀,Al元素以AlO2-的形式存在,Fe2+沉淀后会迅速被氧化,故答案为:Fe(OH)3、Mg(OH)2、Mn(OH)2;
(6)偏铝酸盐溶液中通入二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀,且不会溶解;过滤需要漏斗、玻璃棒、烧杯;工业上电解氧化铝制取铝单质,方程式为:2Al2O34Al+O2↑,故答案为:CO2;烧杯、玻璃棒;2Al2O34Al+O2↑。
【题目】实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生为测定盐酸的浓度在实验室中进行如下实验。请你完成下列填空:
步骤一:配制250mL 0.1000mol/L NaOH标准溶液。
步骤二:取20.00mL待测稀盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞溶液作指示剂,用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2次,记录数据如下。
实验编号 | NaOH溶液的浓度(mol/L) | 滴定完成时,消耗NaOH溶液的体积(mL) | 待测盐酸溶液的体积(mL) |
1 | 0.1000 | 20.02 | 20.00 |
2 | 0.1000 | _______ | 20.00 |
3 | 0.1000 | 19.98 | 20.00 |
(1)步骤一需要称量氢氧化钠固体的质量为__________g,配制标准溶液需要用到玻璃棒、烧杯外,还需要的玻璃仪器有__________________。
(2)步骤二中量取20.00mL的稀盐酸用到的仪器是__________。判断滴定终点的现象是_____
(3)实验2,滴定前液面在“0”刻度处,滴定后液面如图所示,其读数为________mL。根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度为__________。
(4)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果(待测液浓度值)偏高的有(_______)
A. 配制标准溶液定容时,仰视刻度线
B. 锥形瓶水洗后直接装待测液
C. 酸式滴定管水洗后未用待测稀盐酸溶液润洗
D. 滴定到达终点时,仰视读出滴定管读数;
E. 碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失