(2010?江蘇)高純MnCO
3是制備高性能磁性材料的主要原料.實驗室以MnO
2為原料制備少量高純MnCO
3的操作步驟如下:
(1)制備MnSO
4溶液:
在燒瓶中(裝置見右圖)加入一定量MnO
2和水,攪拌,通入SO
2和N
2混合氣體,反應3h.停止通入SO
2,繼續(xù)反應片刻,過濾(已知MnO
2+H
2SO
3=MnSO
4+H
2O).
①石灰乳參與反應的化學方程式為
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O
.
②反應過程中,為使SO
2盡可能轉化完全,在通入SO
2和N
2比例一定、不改變固液投料的條件下,可采取的合理措施有
控制適當?shù)臏囟?/div>
控制適當?shù)臏囟?/div>、
緩慢通入混合氣體
緩慢通入混合氣體
.
③若實驗中將N
2換成空氣,測得反應液中Mn
2+、SO
42-的濃度隨反應時間t變化如右圖.導致溶液中Mn
2+、SO
42-濃度變化產生明顯差異的原因是
Mn2+催化氧氣與亞硫酸反應生成硫酸
Mn2+催化氧氣與亞硫酸反應生成硫酸
.
(2)制備高純MnCO
3固體:已知MnCO
3難溶于水、乙醇,潮濕時易被空氣氧化,100℃開始分解;Mn(OH)
2開始沉淀時pH=7.7.請補充由(1)制得的MnSO
4溶液制備高純MnCO
3的操作步驟[實驗中可選用的試劑:Ca(OH)
2、NaHCO
3、Na
2CO
3、C
2H
5OH].
①
邊攪拌邊加入碳酸鈉或碳酸氫鈉,并控制溶液的PH<7.7
邊攪拌邊加入碳酸鈉或碳酸氫鈉,并控制溶液的PH<7.7
;②
過濾,用水洗滌2-3次
過濾,用水洗滌2-3次
;③
檢驗SO42-是否被除去
檢驗SO42-是否被除去
;④
用少量的乙醇洗滌
用少量的乙醇洗滌
;⑤低于100℃干燥.
分析:(1)①根據(jù)題中所示的石灰乳的作用是吸收尾氣二氧化硫來回答;
②根據(jù)實驗的操作原則,為了讓氣體盡可能轉化,要根據(jù)反應所需的條件和用量嚴格操作;
③考慮氮氣的化學性質穩(wěn)定,空氣中氧氣的活潑性等因素的影響;
(2)根據(jù)題干中所給的試劑結合MnCO3的性質來選擇合適的制取方案.
解答:解:(1)①石灰乳的作用是吸收尾氣二氧化硫,堿和酸性氧化物反應得到對應的鹽和水,答案為:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O;
②為使SO2盡可能轉化完全,應定要保證控制反應的溫度,在通入SO2和N2比例一定、不改變固液投料的條件下,要求所通氣體一定要慢,故答案為:控制適當?shù)臏囟、緩慢通入混合氣體;
③氮氣的化學性質穩(wěn)定,空氣中氧氣性質活潑,在Mn2+催化作用下,易把亞硫酸氧化成硫酸,而使硫酸根濃度增大,故答案為:Mn2+催化氧氣與亞硫酸反應生成硫酸;
(2)制取的原理是碳酸根和錳離子之間反應生成碳酸錳的過程,但要考慮MnCO3難溶于水、乙醇并在潮濕時易被空氣氧化,100℃開始分解以及Mn(OH)2開始沉淀時pH=7.7等因素,過程中控制溶液的PH值以及洗滌沉淀所選的溶劑要小心,故答案為:邊攪拌邊加入碳酸鈉或碳酸氫鈉,并控制溶液的PH<7.7、過濾,用水洗滌2-3次、檢驗SO42-是否被除去、用少量的乙醇洗滌.
點評:本題是一道實驗綜合性的題目,難度較大,考查了學生分析和解決問題的能力.
練習冊系列答案
相關習題
科目:高中化學
來源:
題型:
(2010?江蘇二模)CuCl和CuCl
2都是重要的化工原料,常用作催化劑、顏料、防腐劑和消毒劑等.
已知:①CuCl可以由CuCl
2用適當?shù)倪原劑如SO
2、SnCl
2等還原制得:2Cu
2++2Cl
-+SO
2+2H
2O
2CuCl↓+4H
++SO
42-2CuCl
2+SnCl
2═2CuCl↓+SnCl
4②CuCl
2溶液與乙二胺(H
2N-CH
2-CH
2-NH
2)可形成配離子:
請回答下列問題:
(1)基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為
1s22s22p63s23p63d104s1
1s22s22p63s23p63d104s1
,H、N、O三種元素的電負性由大到小的順序是
O>N>H
O>N>H
.
(2)SO
2分子的空間構型為
V形
V形
,與SnCl
4互為等電子體的一種離子的化學式為
SO42-、SiO44-
SO42-、SiO44-
.
(3)乙二胺分子中氮原子軌道的雜化類型為
sp3雜化
sp3雜化
,乙二胺和三甲胺[N(CH
3)
3]均屬于胺,但乙二胺比三甲胺的沸點高的多,原因是
乙二胺分子間可以形成氫鍵,三甲胺分子間不能形成氫鍵
乙二胺分子間可以形成氫鍵,三甲胺分子間不能形成氫鍵
.
(4)②中所形成的配離子中含有的化學鍵類型有
abd
abd
.a.配位鍵 b.極性鍵 c.離子鍵 d.非極性鍵
(5)CuCl的晶胞結構如下圖所示,其中Cl原子的配位數(shù)為
4
4
.
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科目:高中化學
來源:
題型:閱讀理解
(2010?江蘇一模)二甲酸鉀是一種白色晶體,商品名為弗米(Formil),是一種能替代抗生素的促生長劑,化學式為KH(HCOO)
2,具有吸濕性,易溶于水.
二甲酸鉀的生產工藝流程如下:
(1)以甲酸和碳酸鉀為原料生產二甲酸鉀,實驗測得反應條件對產品回收率的影響如下:
表1 反應溫度對產品回收率的影響
反應溫度(℃) |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
產品回收率(%) |
75.6 |
78.4 |
80.6 |
82.6 |
83.1 |
82.1 |
73.7 |
表2 反應物料比對產品回收率的影響
反應物料比 |
2:1 |
3:1 |
4:1 |
5:1 |
6:1 |
7:1 |
產品回收率(%) |
0 |
38.4 |
82.6 |
83.6 |
84.5 |
84.8 |
備注:表2中反應物料比為甲酸和無水碳酸鉀的物質的量之比.
①寫出甲酸和碳酸鉀生產二甲酸鉀的化學方程式:
4HCOOH+K2CO3=2KH(HCOO)2+CO2↑+H2O
4HCOOH+K2CO3=2KH(HCOO)2+CO2↑+H2O
.
②實際生產二甲酸鉀時應選擇的最佳反應條件是反應溫度應控制在
50
50
℃∽
60
60
℃,反應物料比應選擇
4
4
:
1
1
.由表1可知反應溫度過高,反應回收率反而會降低,其原因可能是
溫度過高,甲酸易揮發(fā)
溫度過高,甲酸易揮發(fā)
.
(2)測定某弗米產品純度的實驗方法如下:
稱取該弗米產品2.5g,將其全部溶解在水中,配制成250mL未知濃度的溶液,取出25.00mL于錐形瓶中,再滴加2~3滴指示劑,用0.10mol?L-1的NaOH溶液滴定至終點,消耗NaOH溶液的體積為18.50mL.
①加入的指示劑是
酚酞
酚酞
(選填“甲基橙”、“石蕊”或“酚酞”),用NaOH溶液滴定至終點的現(xiàn)象是
溶液由無色變?yōu)殂U紅色且在半分鐘內不褪色
溶液由無色變?yōu)殂U紅色且在半分鐘內不褪色
.
②上述弗米產品中二甲酸鉀的質量分數(shù)為
96.2%
96.2%
.
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科目:高中化學
來源:
題型:
(2010?江蘇一模)開發(fā)具有廣譜、高效、低毒的殺菌、消毒劑是今后發(fā)展的趨勢.
(1)Cl
2、H
2O
2、ClO
2(還原產物為Cl
-)、O
3(1mol O
3轉化為 1mol O
2和1mol H
2O)等物質常被用作消毒劑.等物質的量的上述物質消毒效率最高的是
C
C
.(填序號)
A.Cl
2 B.H
2O
2 C.ClO
2 D.O
3(2)氯氨(NH
2Cl)可作為殺菌劑,請用化學方程式表示氯氨在水中的殺菌機理:
NH2Cl+H2O=NH3+HClO
NH2Cl+H2O=NH3+HClO
.
(3)氯溴海因(C
5H
6BrClN
2O
2)是一種比較安全的氯氣和氯制劑的替代產品,其結構式如右圖所示:
氯溴海因在水中的水解過程比較復雜,主要是水解生成次鹵酸和海因,請畫出海因的結構式:
.
(4)以鉑(Pt)和鐵為電極,以KOH溶液為電解液,用電解法可制備高鐵酸鉀(K
2FeO
4).
寫出陽極的電極反應式:
Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O
Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O
.
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科目:高中化學
來源:
題型:閱讀理解
(2010?江蘇二模)以天然氣為原料經(jīng)由合成氣(CO、H
2)制化學品是目前天然氣轉化利用的主導技術路線,主要工藝有以下幾種:
(1)甲烷的部分氧化.其反應式如下:
CH
4(g)+
O
2 (g)═CO (g)+2H
2(g);△H=-35.6kJ?mol
-1.
則該反應的△S
>
>
0(填“>”、“<”或“=”).
有研究認為甲烷部分氧化的機理為:
①CH
4(g)+2O
2(g)=CO
2(g)+2H
2O(g);△H
1=-890.3kJ?mol
-1②CH
4(g)+CO
2(g)=2CO(g)+2H
2(g);△H
2=247.3kJ?mol
-1③CH
4(g)+H
2O(g)=CO(g)+3H
2(g);△H
3=
250.3
250.3
kJ?mol
-1(2)甲烷水蒸汽催化重整.如右上圖所示熱氦氣從下部流入提供能量.由甲烷和水蒸汽混合氣從催化管的上部流入,從下端出來后再向上進入中心管.根據(jù)下表數(shù)據(jù)計算甲烷的轉化率為
55%
55%
.
氣體 |
進口溫度/℃ |
進口壓強/MPa |
進口流量/g?s-1 |
出口流量/g?s-1 |
甲烷 |
464 |
4.26 |
12 |
5.4 |
(3)甲烷二氧化碳催化重整.高溫下,該反應速率明顯降低的原因可能是
溫度過高催化劑失去活性或甲烷在高溫條件下分解產生炭黑影響該反應速率
溫度過高催化劑失去活性或甲烷在高溫條件下分解產生炭黑影響該反應速率
.
(4)甲烷的部分氧化與重整耦合.以天然氣為燃料的發(fā)電尾氣(主要含CO
2、H
2O、O
2 和N
2)與甲烷可直接用于制合成氣.下列說法錯誤的是
C
C
(填序號).
A.直接利用煙氣中的CO
2,可以大規(guī)模地減少 CO
2的排放量
B.發(fā)電尾氣的出口溫度較高,可以利用以節(jié)約能量
C.使用恰當?shù)拇呋瘎┛梢栽龃蠹淄榈霓D化率
D.因發(fā)電尾氣反應中包含甲烷燃燒,可實現(xiàn)部分熱量自供,可降低成本.
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