MnO2是一种重要的化工原料,可用于合成工业的催化剂和氧化剂。采用软锰矿(主要成分为MnO2)可制备高纯MnO2,其流程如下:
下列叙述错误的是
A. “含Mn2+、A13+的溶液”中还含Fe3+
B. 加入“氨水”同时搅拌,搅拌的目的是提高反应速率
C. “滤渣”可完全溶解在NaOH溶液中
D. 电解含Mn2+的溶液,MnO2为阳极产物
高二化学单选题困难题
MnO2是一种重要的化工原料,可用于合成工业的催化剂和氧化剂。采用软锰矿(主要成分为MnO2)可制备高纯MnO2,其流程如下:
下列叙述错误的是
A. “含Mn2+、A13+的溶液”中还含Fe3+
B. 加入“氨水”同时搅拌,搅拌的目的是提高反应速率
C. “滤渣”可完全溶解在NaOH溶液中
D. 电解含Mn2+的溶液,MnO2为阳极产物
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高锰酸钾是常用的氧化剂。工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾。下图是实验室模拟制备KMnO4晶体的操作流程:
已知:锰酸钾(K2MnO4)是墨绿色晶体,其水溶液呈深绿色,这是锰酸根离子(MnO)在水溶液中的特征颜色,在强碱性溶液中能稳定存在;在酸性、中性和弱碱性环境下,MnO
会发生自身氧化还原反应,生成MnO
和MnO2。
回答下列问题:
(1)KOH的电子式为____________。
(2)调节溶液pH过程中,所得氧化产物与还原产物的物质的量之比为____________。
(3)趁热过滤的目的是_____________________________________________。
(4)已知20 ℃时K2SO4、KCl、CH3COOK的溶解度分别为11.1 g、34 g、217 g,则从理论上分析,选用下列酸中________(填标号),得到的高锰酸钾晶体纯度更高。
A.稀硫酸 B.浓盐酸 C.醋酸 D.稀盐酸
(5)产品中KMnO4的定量
①配制浓度为0.1250 mg· mL-1的KMnO4标准溶液100 mL。
②将上述溶液稀释为浓度分别为2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0(单位:mg·L-1)的溶液,分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度,并将测定结果绘制成曲线如下。
③称取KMnO4样品(不含K2MnO4)0.1250 g按步骤①配得产品溶液1000 mL,取10 mL稀释至100 mL,然后按步骤②的方法进行测定,两次测定所得的吸光度分别为0.149、0.151,则样品中KMnO4的质量分数为________。
(6)酸性KMnO4溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式为____________________。
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三氧化二猛(Mn2O3)在现代工业上应用广泛。以软锰矿(主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)为原料制备高纯度硫酸锰进而制备三氧化二锰的工艺流程如下(两种矿物中均不存在单质杂质):
(1)滤渣1中存在一种非金属单质,则“酸浸”时反应①的化学方程式为___________。
(2)操作X为蒸发浓缩、_____________、洗涤烘干。经操作X之后得到MnSO4 • H2O。在洗涤操作中,常用酒精洗涤MnSO4 • H2O晶体,主要目的是_________________。
(3) 气体Y直接排放会污染空气,将Y的水溶液与软锰矿反应可得硫酸锰,反应②的化学方程式为____________。
(4) Mn2O3与MnO2类似,也能与浓盐酸反应,其反应的离子方程式为___________。
(5)用标准的BaCl2溶液测定样品中MnSO4 • H2O的质量分数时,发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),其原因可能是__________(任写一点)。
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三氧化二锰(Mn2O3)在现代工业上位用广泛,在锂离子电池的制备中有重要的作用。 用软锰矿 (主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)制备高纯度Mn2O3的工艺流程如图所示。
(1) 反应①中会生成一种非金属单质,则该非金属单质是___________,该反应的还原剂是__________。(填化学式)
(2) 操作X为蒸发浓缩、_____________、过滤、洗涤烘干。在洗涤操作中,常用酒精洗涤MnSO4 •H2O晶体,主要目的是______________。
(3) Mn2O3与MnO2类似,加热时也能与浓盐酸反应放出Cl2,该反应的离子方程式为__________。
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三氧化二锰(Mn2O3)在现代工业上应用广泛,在锂离子电池的制备中有重要的作用。用软锰矿(主要成分为MnO2)和硫锰矿(主要成分为MnS)制备高纯度Mn2O3的工艺流程如图所示。
(1)反应①中会生成一种非金属单质,则该非金属单质是_________________,该反应的还原剂是________________。(填化学式)
(2)操作X为蒸发浓缩、__________、过滤、洗涤烘干。在洗涤操作中,常用酒精洗涤MnSO4·H2O晶体,主要目的是________________;
(3)Mn2O3与MnO2类似,加热时也能与浓盐酸反应放出Cl2,该反应的离子方程式为_____________;
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Ⅰ.高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂,在实验室和医疗上有非常广泛的应用。如图1是工业上用软锰矿(主要含MnO2)制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程:
(1)第①步加热熔融应在铁坩埚中进行,而不用瓷坩埚的原因是(用化学方程式表示)。写出反应①的离子方程式;
(2)反应②的产物中,氧化产物与还原产物的物质的量的比是
(3)反应②中“酸化”时应选择下列酸中的(填序号)
a.稀盐酸b.稀硫酸c.亚硫酸
(4)操作Ⅱ的名称是,实验室进行该操作需用到的玻璃仪器有
Ⅱ.某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究SO2和Cl2的性质
(5)若从左端分别通入SO2和Cl2,装置A中观察到的现象是否相同?(填“相同”或“不相同”)。
(6)若装置B中装有5.0mL1.0mol/L的碘水,当通入足量Cl2完全反应后,共转移了5.0×10-2mol电子,该反应的化学方程式为;
(7)若由元素S和O组成-2价酸根离子X,X中S和O的质量比为4∶3。当Cl2与含X的溶液完全反应后,有浅黄色沉淀产生,取少量上层清加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式。
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高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂,在实验室和医疗上有非常广泛的应用。以下是工业上用软锰矿(主要含MnO2)制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程:
(1)操作Ⅱ的名称是_______,实验室进行该操作须用到的玻璃仪器有 ;
(2)反应②的产物中,氧化产物与还原产物的物质的 量之比是______;
(3)反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的______(填字母序号)
a.稀盐酸 b.稀硫酸 c.稀醋酸
(4)电解锰酸钾溶液也可以制备高锰酸钾,其阴极反应式为:2H2O + 2e-= 2OH-+ H2↑,如图,b为电源的_______极,电解池的阳极反应式是_______;若电解过程中收集到2.24 L H2(标准状况),则得到高锰酸钾______g。(提示:阴离子放电顺序MnO42->OH-)
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软锰矿的主要成分是MnO2,还含有少量(Hg2+等)重金属化合物杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2,还含有SiO2和Al2O3等杂质。工业上采用同槽硫酸酸溶等工艺制备碳酸锰并回收硫酸铵,其主要流程如下:( 已知: Ksp[Al(OH) 3]=1 3×10-33,Ksp[Fe(OH) 3]=5.3×10-38,金属离子的浓度小于1×10-6视为沉淀完全。)
(1)为了提高锰元素的浸出率,在“浸取”时可采取的措施有:
①适当升高温度,②搅拌,③_________________等。
(2)流程“氧化”中加入MnO2与Fe2+发生反应的离子方程式为_________________。
(3)“滤渣2”中主要成分的化学式为_________________。
(4)流程“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是_________________。
(5)流程“50℃碳化”得到碳酸锰,该反应的化学方程式为_________________。
(6)生成的碳酸锰产品需经充分洗涤,检验产品完全洗净的方法是_________________。
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工业上以某软锰矿(主要成分为MnO2,还含有SiO2、Al2O3等杂质)为原料,利用烟道气中的SO2制备MnSO4·H2O的流程如下:
(1)滤渣A的主要成分是_________(填化学式)。
(2)操作Ⅰ为加热(煮沸)结晶、趁热过滤、洗涤、干燥。根据下图溶解度曲线分析,趁热过滤的目的除了防止MnSO4·H2O中含有(NH4)2SO4外,还有____________________。
(3)MnSO4常用于测量地表水的DO值(每升水中溶解氧气的质量,即溶氧量)。我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO值不得低于5 mg·L-1。李明同学设计了如下实验步骤测定某河水的DO值:
第一步:使如图所示装置中充满N2后,用注射器向三颈烧瓶中加入200 mL水样。
第二步:用注射器向三颈烧瓶中依次加入一定量MnSO4溶液(过量)、碱性KI溶液(过量),开启搅拌器,发生下列反应:Mn2++O2+OH-→MnO(OH)2↓(未配平)
第三步:搅拌并向烧瓶中加入一定量H2SO4溶液,在酸性条件下,上述MnO(OH)2将I-氧化为I2,其反应如下: MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)
第四步:从烧瓶中取出40.00 mL溶液,与0.010 mol·L-1Na2S2O3溶液发生反应:2S2O32—+I2=S4O62—+2I-,恰好完全进行时,消耗Na2S2O3溶液4.40 mL。
①在配制第二、三步所加试剂时,所有溶剂水须先煮沸后再冷却才能使用,将溶剂水煮沸的作用是_____。
②通过计算判断作为饮用水源,此河水的DO值是否达标______ (写出计算过程,不考虑第二、三步加入试剂后水样体积的变化)。
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软锰矿的主要成分是MnO2,还含有少量金属铁、镁、铝、锌、铜的化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2,还含有硅、铝的氧化物等杂质。工业上用软锰矿制备碳酸锰并回收硫酸铵,其主要流程如下:
已知金属离子从开始形成氢氧化物沉淀,到沉淀时溶液的pH如下表:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀pH | 7.5 | 2.7 | 4.1 | 5.9 | 8.8 |
完全沉淀pH | 9.5 | 3.7 | 5.4 | 6.9 | 10.8 |
(1)提高浸出率的可采取的措施有_________。
A.适当升高温度 B.搅拌 C.加适量纯碱 D.加压
(2)浸取完成后,取浸取液少许,加入KSCN溶液无明显现象,则浸取时发生的主要反应的化学方程式是____________________________________________。
(3)调节pH为5.4~5.8的目的是_____________________________________________。
(4)滤渣3的主要成分的化学式是_____________。
(5)50℃碳化过程发生反应的离子方程式是____________________________________。
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