题目内容
【题目】Ⅰ．辉铜矿主要成分为Cu2S,软锰矿主要成分为MnO2,它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如图:
已知:①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫;
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定,在热水中会分解生成NH3;
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算):
开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
Cu2+ | 4.4 | 6.4 |
（1）酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有________________(任写一种)。
（2）调节浸出液pH的范围为________,其目的是____________________。
（3）本工艺中可循环使用的物质是________(写化学式)。
（4）在该工艺的“加热驱氨”环节,若加热的温度较低或过高,都将造成__________的结果。
Ⅱ．海水开发利用的部分过程如下图所示。
（1）海水中提取的NaCl中若混有少量的KClO3固体（KClO3溶解度随温度变化大），可通过______、________、_________的操作净化。
（2）生成Mg(OH)2用的沉淀剂一般是生石灰或熟石灰，所以Mg(OH)2沉淀中会混有Ca(OH)2，可通过反复洗涤去除Ca(OH)2，检验沉淀是否洗净的操作方法_______________。
【答案】 粉碎矿石(或升高温度或适当增加酸的浓度或搅拌,任写一种即可) 3.2≤pH<4.4 使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去 NH3 碱式碳酸铜产量减少 溶解 蒸发结晶 趁热过滤 取最后的洗液少许，滴加Na2CO3溶液，若不出现白色沉淀则说明洗净
【解析】I.辉铜矿主要成分为Cu2S，软锰矿主要成分MnO2，都含少量Fe2O3、SiO2等杂质，加入稀硫酸浸取，过滤得到SiO2、单质S，滤液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，用氨水调节溶液pH不会引入新的杂质，同时可以使铁离子转化为氢氧化铁沉淀过滤除去，滤液中加入碳酸氢铵和氨水的混合物，使锰离子转化为碳酸锰，碳酸锰再与硫酸反应，经蒸发结晶得到硫酸锰晶体，加热过滤得到的滤液，赶出的氨气可以循环使用，同时再过滤得到碱式碳酸铜。
II.(1). KClO3溶解度随温度变化大而NaCl 溶解度随温度变化小，则提纯NaCl(混有少量的KClO3)时，可通过溶解、蒸发结晶、趁热过滤的操作净化；(2).取最后的洗液少许，滴加Na2CO3溶液，若不出现白色沉淀则洗净。
I .(1). 酸浸时，通过粉碎矿石或升高温度或进行搅拌或适当增加酸的浓度，都可以提高浸取率，故答案为：粉碎矿石(或升高温度或适当增加酸的浓度或搅拌，任写一种即可)；
(2). 调节溶液pH的目的是使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去，Cu2+、Mn2+不能沉淀，要除去溶液中的Fe3+离子，溶液pH=3.2时Fe3+离子完全沉淀，溶液pH=4.4时铜离子开始沉淀，则pH范围是3.2≤pH<4.4，故答案为：3.2≤pH<4.4；使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去；
(3). 由上述分析可知，可以循环使用的物质是NH3，故答案为：NH3；
(4). 温度过高，碱式碳酸铜会发生分解，温度过低，会有较多的[Cu(NH3)4]SO4存在，都将造成碱式碳酸铜产量减少，故答案为：碱式碳酸铜产量减少；
II.(1). 因KClO3的溶解度随温度变化大而NaCl 溶解度随温度变化小，则海水中提取的NaCl中若混有少量的KClO3固体时，可通过将固体溶解、蒸发结晶、趁热过滤的方法进行净化，故答案为：溶解；蒸发结晶；趁热过滤；
(2). 生成Mg(OH)2用的沉淀剂一般是生石灰或熟石灰，所以Mg(OH)2沉淀中会混有Ca(OH)2，可通过反复洗涤去除Ca(OH)2，检验沉淀是否洗净的操作方法是：取最后的洗液少许，滴加Na2CO3溶液，若不出现白色沉淀则说明已经洗净，故答案为：取最后的洗液少许，滴加Na2CO3溶液，若不出现白色沉淀则说明洗净。
【题目】可用如图装置制取、净化、收集气体的是
选项 | 气体 | ① | ② | ③ |
|
A | NH3 | 浓氨水 | 生石灰 | 浓硫酸 | |
B | SO2 | 浓硫酸 | Na2SO3 | 浓硫酸 | |
C | NO2 | 浓硝酸 | 铜屑 | H2O | |
D | Cl2 | 浓盐酸 | MnO2 | H2O |
A. A B. B C. C D. D
【题目】反应Fe（s）+CO2（g）
FeO（s）+CO（g）的平衡常数为K1；反应Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g）的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表：
温度（绝对温度） | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.38 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
（1）计算温度为973K时，反应CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） K=__________；
（2）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)， 在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2进行反应。
①该反应能够自发进行的原因是___________________________。
②下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。
a．降低温度 b．充入He(g)，使体系压强增大
c．将H2O(g)从体系中分离出来 d．再充入1 mol CO2和3 mol H2
③在温度T1时，当反应达到平衡时，测得n(H2)＝2.4 mol；其他条件不变，在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n(CO2)＝0.82 mol，则T2________T1(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）某实验将一定量的CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应：CO2(g) ＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示，回答问题：
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物 投入量 | 1 mol CO2、3 mol H2 | a mol CO2、b mol H2、 c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的浓度相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为________________ 。
【题目】工业上用菱锰矿（MnCO3）［含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质］为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：
已知：生成氢氧化物沉淀的pH
Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | |
开始沉淀时 | 8.3 | 6.3 | 2.7 | 4.7 |
完全沉淀时 | 9.8 | 8.3 | 3.7 | 6.7 |
回答下列问题：
（1）盐酸溶解MnCO3的化学方程是______________，滤渣1的主要成分为________________。
（2）向溶液1中加入双氧水时，反应的离子方程式是___________________。
（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu2+，反应的离子方程式是__________________，在CuS和MnS共存的悬浊液中，c(Cu2+)/c(Mn2+)=_____________ （Ksp(CuS)=1.2×10-36，Ksp(MnS)=2.5×10-13）。
（4）在酸性条件下，NaClO3溶液将MnCl2氧化为MnO2，其还原产物为Cl2，该反应的离子方程式为 ___________________ 。
