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MnO2是重要的化工原料,由軟錳礦(主要成分為MnO2,主要雜質(zhì)有Al2O3和SiO2)制備MnO2的一種工藝流程如圖:
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已知:①金屬離子沉淀的pH
Fe3+ Al3+ Mn2+ Fe2+
開始沉淀時 1.5 3.4 5.8 6.3
完全沉淀時 2.8 4.7 7.8 8.3
②該工藝條件下,MnO2與H2SO4不反應(yīng),MnO2的氧化性隨酸性的減弱逐漸減弱。
(1)溶出:溶出時,F(xiàn)e的氧化過程及得到Mn2+的主要途徑如圖所示:
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①步驟Ⅱ是從軟錳礦中溶出Mn2+的主要反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式是
MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O
。
②若Fe2+全部來自于反應(yīng)Fe+2H+═Fe2++H2↑,完全溶出Mn2+所需Fe與MnO2的物質(zhì)的量比值為2。而實際比值(0.9)小于2,原因是
二氧化錳能夠氧化單質(zhì)鐵為Fe2+
二氧化錳能夠氧化單質(zhì)鐵為Fe2+
。
(2)純化:
①純化時需要加入的試劑有MnO2和NH3?H2O,加入的順序為
A
A
。
A.先加入MnO2,后加入NH3?H2O
B.先加入NH3?H2O,后加入MnO2
②加入氨水時,需要調(diào)節(jié)溶液pH的范圍:
4.7≤pH<5.8
4.7≤pH<5.8
。
(3)電解:Mn2+純化液經(jīng)電解得MnO2。生成MnO2的電極反應(yīng)式是
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
。
(4)已知MnSO4可發(fā)生如下反應(yīng):MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O。MnSO4和K2S2O8的物質(zhì)的量相同,改變NaOH的物質(zhì)的量,測得Mn的轉(zhuǎn)化率、MnO2的含量(
m
M
n
O
2
m
M
n
O
2
+
m
[
M
n
OH
2
]
)與NaOH和MnSO4物質(zhì)的量比值之間的關(guān)系如圖所示。
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根據(jù)信息,補充完整制取純凈MnO2的實驗方案:將20mL1.0mol?L-1的MnSO4溶液和20mL1.0mol?L-1的K2S2O8溶液混合,
加入NaOH,調(diào)節(jié)
n
N
a
OH
n
M
n
S
O
4
=4.5,發(fā)生反應(yīng)MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O,過濾、洗滌、干燥
加入NaOH,調(diào)節(jié)
n
N
a
OH
n
M
n
S
O
4
=4.5,發(fā)生反應(yīng)MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O,過濾、洗滌、干燥
,得到純凈的MnO2。(實驗中可使用的試劑是1.0mol?L-1NaOH溶液、1.0mol?L-1H2SO4溶液、1.0mol?L-1BaCl2溶液)

【答案】MnO2+4H++2Fe2+═Mn2++2Fe3++2H2O;二氧化錳能夠氧化單質(zhì)鐵為Fe2+;A;4.7≤pH<5.8;Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;加入NaOH,調(diào)節(jié)
n
N
a
OH
n
M
n
S
O
4
=4.5,發(fā)生反應(yīng)MnSO4+K2S2O8+4NaOH═MnO2↓+K2SO4+2Na2SO4+2H2O,過濾、洗滌、干燥
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:9引用:2難度:0.4
相似題
  • 1.為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
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    活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
    (1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
     
    。
    (2)檢驗第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
     
    (填字母編號)。
    A.KMnO4溶液    B.K3[Fe(CN)6]溶液    C.KSCN溶液
    (3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
     
    ;然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
     
    。
    (4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價為
     
    。該納米材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
     
    。
    (5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3
     
    kg。

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
    H
    2
    S
    O
    4
    135
    CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。
    實驗裝置圖如圖:
    實驗步驟:
    Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
    Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無水氯化鈣干燥。過濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
    請回答下列問題:
    (1)儀器B的名稱為
     

    (2)分水器使用前
     
    (填“需要”或“不需要”)檢漏,步驟Ⅰ中的X的范圍為
     
    (填序號)。
    A.0~1
    B.1~2
    C.2~3
    (3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實驗中的可能作用是
     
    (填序號)。
    A.移走生成物水,同時讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
    B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
    C.實驗過程中分水器內(nèi)會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當分水器全部被水充滿時,停止反應(yīng)
    (4)簡述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
     
    。
    (5)本實驗粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
     
    (填“能”或“不能”),理由是
     
    。
    (6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為
     
    %(保留兩位小數(shù))。

    發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5
  • 3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點:38.3℃,沸點233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實驗室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2 
    高溫
    TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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