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2.软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4•H2O,反应的化学方程式为:MnO2+SO2═MnSO4
(1)质量为17.4g纯净MnO2最多能氧化4.48L(标准状况)SO2
(2)上述反应制得的溶液,调节pH值到5~7的范围,以除去Fe3+、Al3+(使其浓度小于l×10-6mol•L-1),然后从得到的MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4•H2O晶体,图可以看出,需控制结晶温度在60℃以上.

分析 (1)根据MnO2+SO2=MnSO4可知n(SO2)=n(MnO2)来解答;
(2)从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4•H2O晶体,根据图上信息,高于60℃以后MnSO4•H2O的溶解度减小,而MgSO4•6H2O的溶解度增大.

解答 解:(1)根据MnO2+SO2=MnSO4可知,n(SO2)=n(MnO2)=$\frac{17.4g}{87g/mol}$=0.2mol,其体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,
故答案为:4.48;
(2)从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4•H2O晶体,根据图上信息,高于60℃以后MnSO4•H2O的溶解度减小,而MgSO4•6H2O的溶解度增大,因此控制结晶温度范围是高于60℃这样可以得到纯净的MnSO4•H2O;
故答案为:60℃.

点评 本题考查氧化还原反应计算、图象分析等,侧重分析、计算能力的综合考查,题目难度中等.

练习册系列答案
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13.甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸气重整.向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应过程化学方程式焓变△H(kJ/mol)活化能Ea(kJ/mol)
甲烷氧化CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)-802.6125.6
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)-322.0172.5
蒸汽重整CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)206.2240.1
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)165.0243.9
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)的△H=-41.2kJ•mol-1
(2)在初始阶段,甲烷蒸气重整的反应速率小于甲烷氧化的反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp),则反应CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)的Kp=$\frac{{p}^{3}({H}_{2})×p(CO)}{p(C{H}_{4})×p({H}_{2}O)}$; 随着温度的升高,该平衡常数增大(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于放热的甲烷氧化反应为吸热的蒸气重整提供能量.
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:

①若要达到H2物质的量分数>65%、CO物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是B.
A.600℃,0.9MPa     B.700℃,0.9Mpa
C.800℃,1.5MPa     D.1 000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1MPa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图:

(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是导致生成的氢气和氧气反应.

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