20.高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用,湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的实验过程如下:

(1)浸出:浸出时温度控制在90℃~95℃之间,并且要连续搅拌3小时.植物粉的作用是作还原剂.
(2)除杂:①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿,调节浸出液的pH为3.5~5.5;
②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;
③…
操作①中使用碳酸锰调pH的优势是增加MnCO3的产量(或不引入新的杂质等);
操作②中加入双氧水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+,而且能提高软锰矿的浸出率.写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑.
(3)制备:在30℃~35℃下,将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5-7.0,得到MnCO3沉淀.温度控制35℃以下的原因是减少碳酸氢铵的分解,提高原料利用率;该反应的化学方程式为MnSO4+2NH4HCO3$\frac{\underline{\;30℃-35℃\;}}{\;}$MnCO3↓+(NH42SO4+CO2↑+H2O;生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净.
(4)计算:室温下,Ksp(MnCO3)=1.8×10-11,Ksp(MgCO3)=2.6×10-5,已知离子浓度小于1.0×10-5mol•L-1时,表示该离子沉淀完全.若净化液中的c(Mg2+)=10-2mol/L,试列式计算说明Mg2+的存在是否会影响MnCO3的纯度.Ksp (MnCO3)=c(Mn2+)•c(CO32-),当Mn2+沉淀完全时,c(CO32-)=$\frac{1.8×1{0}^{-11}}{1.0}$×10-5=1.8×10-6mol•L-1,若Mg2+也能形成沉淀,则要求Mg2+>2.6×10-5/1.8×10-6=14.4 mol•L-1,Mg2+的浓度0.01mol/L远小于14.4 mol•L-1,若净化液中的c(Mg2+)=10-2mol/L,说明Mg2+的存在不会影响MnCO3的纯度.
19.工业上以锂辉石(Li2O•Al2O3•4SiO2,含少量Ca,Mg元素)为原料生产碳酸锂.其部分工业流程如图:

已知:①Li2O•Al2O3•4SiO2+H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;250~300℃\;}}{\;}$Li2SO4+Al2O3•4SiO2•H2O
②某些物质的溶解度(S)如表所示.
T/℃20406080
S(Li2CO3)/g1.331.171.010.85
S(Li2SO4)/g34.232.831.930.7
(1)从滤渣1中分离出Al2O3部分的流程如图2所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得的物质.则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

请写出Al2O3和Na2CO3固体在高温下反应的化学方程式Al2O3+Na2CO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2NaAlO2+CO2
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3.向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)Ca(OH)2?Ca2++2OH-,Mg2+与OH-结合生成Ksp很小的Mg(OH)2沉淀,导致平衡右移,生成Mg(OH)2沉淀.
(3)最后一个步骤中,用“热水洗涤”的原因是减少Li2CO3的损失.
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液做阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解.
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、烘干得高纯Li2CO3
①a中,阳极的电极反应式是2C1--2e-=Cl2↑.
②b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是2LiOH+NH4HCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Li2CO3+NH3+2H2O.
18.甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整.向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应
过程
化学方程式焓变△H
(kJ/mol)
正反应活化能Ea
(kJ/mol)
甲烷
氧化
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)-802.6125.6
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)-322.0172.5
蒸汽
重整
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)206.2240.1
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)165.0243.9
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的△H=-41.2kJ/mol.
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率小于甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于).
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)KP的表达式为$\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系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整反应提供了所需的能量.
(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图1、2:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是B.
A.600℃,0.9Mpa  B.700℃,0.9MPa C.800℃,1.5MpaD.1000℃,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3:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是甲烷氧化程度过高,导致生成的氢气和氧气反应.
16.世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯.二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热.实验室以电解法制备ClO2的流程如图:

(1)ClO2中所有原子C(填“是”或“不是”)都满足8电子结构.图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色,除去杂质气体可选用C.
A.饱和食盐水  B.碱石灰  C.浓硫酸  D.蒸馏水
(2)稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品,下列说法正确的是ABCD.
A.二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B.应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期
C.稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
D.在工作区和成品储藏室内,要有通风装置和监测及警报装置
(3)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备.化学反应方程式为2NaClO3+4HCl(浓)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O.缺点主要是产率低、产品难以分离,还可能污染环境.
(4)我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠(NaClO2)反应制备,化学方程式是2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2,此法相比欧洲方法的优点是安全性好,没有产生毒副产品.
(5)科学家又研究出了一种新的制备方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学反应方程式为H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O.此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是反应过程中生成的二氧化碳起到稀释作用.
 0  156445  156453  156459  156463  156469  156471  156475  156481  156483  156489  156495  156499  156501  156505  156511  156513  156519  156523  156525  156529  156531  156535  156537  156539  156540  156541  156543  156544  156545  156547  156549  156553  156555  156559  156561  156565  156571  156573  156579  156583  156585  156589  156595  156601  156603  156609  156613  156615  156621  156625  156631  156639  203614 

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