題目內容

【題目】錳及其化合物在工農業生產和科技領域具有廣泛的應用。

.溶液中的Mn2+可被酸性(NH4)2S2O8溶液氧化為MnO4-,同時(NH4)2S2O8被還原為SO42-,該方法可用于檢驗Mn2+。

1)用酸性(NH4)2S2O8溶液檢驗Mn2+時的實驗現象為____。

2)該反應的離子方程式為____。

3)已知H2S2O8中硫的化合價為+6,若硫酸的結構簡式為,則H2S2O8的結構簡式為____。

.實驗室用含錳廢料(主要成分為MnO2,還含有少量Al2O3、MgO、SiO2)為原料制備Mn的工藝流程如圖所示。

已知:①部分難溶物的溶度積常數如下表所示。

難溶物

FeOH3

AlOH3

MgOH2

MnOH2

溶度積常數

4.0×10-38

1.0×10-33

1.8×10-11

1.8×10-13

②當溶液中離子濃度≤1.0×10-5molL-1時,可認為該離子沉淀完全。

1酸浸時,MnO2Fe氧化為Fe3+,該反應的離子方程式為____;該過程中浸出時間和液固比對錳浸出率的影響分別如圖所示。

則適宜的浸出時間和液固比分別為____、____。

2)若酸浸后所得濾液中cMn2+=0.18molL-1,則應調pH”的范圍為____。

3煅燒反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為____。還原時發生的置換反應在化學上又叫作____。

【答案】溶液由無色變為紫紅色 5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+ 3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O 60min 3:1(3) ≤pH<8(4.7≤pH<8) 1:2 鋁熱反應

【解析】

Ⅰ.⑴高錳酸根是紫紅色,Mn2+是無色。

⑵根據S2O82Mn2+反應生成MnO4、SO42原理書寫離子方程式。

⑶硫酸的結構簡式為,H2S2O8中含有過氧根,書寫其結構簡式。

Ⅱ “酸浸時,MnO2Fe氧化為Fe3+,自身變為Mn2+,氧化鋁、氧化鎂變為溶液,二氧化硅是濾渣1,調節pH將鐵離子和鋁離子沉淀完全得到濾渣2,加入NaF沉淀鎂離子得到濾渣3,加入碳酸氫銨與錳離子反應生成碳酸錳,過濾后與氧氣煅燒生成二氧化錳,再經鋁熱反應生成錳。

Mn2+是無色,高錳酸根是紫紅色,因此酸性(NH4)2S2O8溶液檢驗Mn2+時的實驗現象為溶液由無色變為紫紅色;故答案為:溶液由無色變為紫紅色。

⑵該反應的離子方程式為5S2O82+2Mn2++8H2O=2MnO4+10SO42+16H+;故答案為:5S2O82+2Mn2++8H2O=2MnO4+10SO42+16H+。

⑶已知H2S2O8中硫的化合價為+6,若硫酸的結構簡式為,則H2S2O8中含有過氧根,其結構簡式為;故答案為:。

酸浸時,MnO2Fe氧化為Fe3+,自身變為Mn2+,其反應的離子方程式為3MnO2+ 2Fe + 12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O;該過程中浸出時間60min達到80%,以后浸出率不再上升,液固比等于3時錳浸出率最大,因此適宜的浸出時間和液固比分別為60min、3:1(3);故答案為:60min;3:1(3)。

⑵若酸浸后所得濾液中c(Mn2+)=0.18molL-1,鐵離子先沉淀,再是鋁離子沉淀,則應調pH”的范圍在鋁離子沉淀完全,而錳離子剛沉淀時,,,pH =,,則,pH = 8,因此應調pH”的范圍為≤pH8;故答案為:≤pH8。

煅燒反應是碳酸錳和空氣中氧氣反應,碳酸錳中錳化合價/span>+2價變為二氧化錳+4價的錳,氧氣中氧化合價降低到-2價,根據得到電子守恒得到氧化劑與還原劑的物質的量之比為12;還原時發生的置換反應是鋁和二氧化錳高溫反應生成錳和氧化鋁,在化學上又叫作鋁熱反應;故答案為:12;鋁熱反應。

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汽車的排氣管上安裝催化轉化器,發生反應①:2NOg)+2COg2CO2g)+N2g H=-746.5 kJ·mol1。

1T℃時,將等物質的量的NOCO充入容積為2L的密閉容器中,若溫度和體積不變,反應過程中(015minNO的物質的量隨時間變化如圖。

①圖中a,b分別表示在相同溫度下,使用質量相同但表面積不同的催化劑時,達到平衡過程中nNO)的變化曲線,其中表示催化劑表面積較大的曲線是__。(填“a”“b”

T℃時,該反應的化學平衡常數K__;平衡時若保持溫度不變,再向容器中充入CO、CO20.2 mol,則平衡將__移動。(填向左、向右

15min時,若改變外界反應條件,導致nNO)發生圖中所示變化,則改變的條件可能是___(任答一條即可)。

④又已知:反應②N2g)+O2g2NOg H2=+180.5 kJ·mol1,則CO的燃燒熱H__。

2)在密閉容器中充入5 mol CO4 mol NO,發生上述反應①,如圖為平衡時NO的體積分數與溫度、壓強的關系。

①溫度:T1__T2(填“<”“>”)。

②若在D點對反應容器升溫的同時擴大體積使體系壓強減小,重新達到的平衡狀態可能是圖中AG點中的____點。

3)目前,科學家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝原理,其脫硝率(脫硝率即NO的轉化率)與溫度、負載率(分子篩中催化劑的質量分數)的關系如圖所示。

為達到最佳脫硝效果,應采取的條件是________。

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