题目内容
工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如下：
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
| 氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Pb(OH)2 | Mn(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 8.0 | 8.3 |
| 沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 6.7 | 8.8 | 9.8 |
请回答下列问题：
(1)酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是__________________。
(2)酸浸后的溶液中含有Mn2＋、SO42—，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Pb2＋等，其除杂过程如下：
①加入MnO2将Fe2＋氧化，其离子反应方程式为__________________________。
②加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，其主要目的是
_____________________________________________________________。
③加入BaS，除去Cu2＋、Pb2＋后，再加入NaF溶液，除去______________________。
(3)从溶液A中回收的主要物质是________________，该物质常用作化肥。
(4)MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸处理，将其转化为MnSO4和MnO2，然后再用氧化剂将Mn2＋转化为MnO2，制得优质MnO2。写出Mn3O4与稀硫酸反应的化学方程式：______________________________。
(1)增大接触面积，加快反应速率(使反应更充分)
(2)①2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O
②除去Fe3＋、Al3＋ ③Ca2＋
(3)(NH4)2SO4
(4)Mn3O4＋2H2SO4=2MnSO4＋MnO2＋2H2O
解析
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某二元酸(用H2A表示)在水中的电离方程式是：H2A=H＋＋HA－，HA－
H＋＋A2－。回答以下问题：
(1)NaHA溶液________(填“显酸性”、“显碱性”、“显中性”或“酸碱性无法确定”)，原因是______________________。
(2)某温度下，向0.1 mol·L－1的NaHA溶液中滴入0.1 mol·L－1 KOH溶液至中性，此时溶液中以下关系一定正确的是________(填字母)。
| A．c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1 |
| B．c(Na＋)＋c(K＋)＝c(HA－)＋2c(A2－) |
| C．c(Na＋)>c(K＋) |
| D．c(Na＋)＋c(K＋)＝0.05 mol·L－1 |
常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如表所示:
| 实验编号 | HA的物质的 量浓度(mol·L-1) | NaOH的物质的 量浓度(mol·L-1) | 混合后溶 液的pH |
| 甲 | 0.1 | 0.1 | pH=a |
| 乙 | 0.12 | 0.1 | pH=7 |
| 丙 | 0.2 | 0.1 | pH>7 |
| 丁 | 0.1 | 0.1 | pH=10 |
(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸?
(2)乙组混合溶液中离子浓度c(A-)和c(Na+)的大小关系是 。
A.前者大 B.后者大 C.两者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)分析丁组实验数据,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(列式):
c(Na+)-c(A-)= mol·L-1。
依据题目要求回答下列问题。
(1)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列六种溶液的pH如表所示。
| 溶质 | CH3COONa | NaHCO3 | Na2CO3 | NaClO | NaCN | C6H5ONa |
| pH | 8.8 | 9.7 | 11.6 | 10.3 | 11.1 | 11.3 |
②根据表中数据,浓度均为0.01 mol·L-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是 (填字母编号,下同);将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是 。
A.HCN B.HClO C.C6H5OH D.CH3COOH E.H2CO3
③根据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是 。
A.CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+NaClO=NaHCO3+HClO
D.CO2+H2O+2C6H5Ona=Na2CO3+2C6H5OH
④要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸氢钠溶液,反应的离子方程式为 。
(2)已知常温下Cu(OH)2的Ksp=2×10-20。又知常温下某CuSO4溶液中c(Cu2+)="0.02" mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液的pH大于 。
25 ℃时,电离平衡常数:
| 弱酸的化学式 | CH3COOH | HClO | H2CO3 |
| 电离平衡常数(25 ℃) | 1.8×10-5 | 3.0× | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
回答下列问题:
(1)物质的量浓度为0.1 mol/L的下列四种物质:
a.Na2CO3,b.NaClO,c.CH3COONa,d.NaHCO3;
pH由大到小的顺序是 (填编号)。
(2)常温下0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是 ;
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-) D.c(OH-)/c(H+)
(3)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程pH变化如图,则HX的电离平衡常数 (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常数;理由是 ,
稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+) (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中水电离出来的c(H+),理由是 ;
(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= (填准确数值)。
某同学用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质）制备纯净的CuSO4·5H2O。工艺流程如下
（部分操作和条件略）：
I．取工业硫酸铜固体，用稀硫酸溶解，过滤。
II．向滤液中滴加H2O2溶液，稍加热。
III．向II的溶液中加入CuO粉末至pH＝4。
IV．加热煮沸，过滤，滤液用稀硫酸酸化至pH＝1。
V．蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得晶体。
已知部分阳离子生成氢氧化物的pH、Ksp（25℃）如下表：
| 物质 | Fe(OH)3 | Fe (OH)2 | Cu(OH)2 |
| 开始沉淀时pH | 2.7 | 7.6 | 4.7 |
| 完全沉淀时pH | 3.7 | 9.6 | 6.7 |
| Ksp | 4.0×10–38 | 8.0×10–16 | 2.2×10–20 |
（1）II中发生反应的离子方程式是 。
（2）II中将Fe2+氧化为Fe3+的目的是 。
（3）用K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾）验证II中Fe2+是否转化完全的现象是 。
（4）III中发生反应的离子方程式是 。
通过计算说明在此条件下的溶液中Fe3+是否沉淀完全________________________(提示：当溶液中某离子浓度小于1.0×10–5 mol/L时可认为该离子沉淀完全)。
（5）应用化学平衡移动原理解释IV中“滤液用稀硫酸酸化”的原因 。