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氧化石墨可用于大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯,近年來受到科學(xué)家的廣泛關(guān)注。某學(xué)科小組利用石墨精礦(含SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等雜質(zhì))制備氧化石墨,設(shè)計(jì)流程如圖。

回答下列問題:
(1)“堿熔”時,Si元素轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為
SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O
SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O

(2)“水浸”時,浸出水用量對高純石墨中石墨碳含量影響如圖。

合適的浸出水用量為
50mL
50mL
。隨著浸出水用量的增多,石墨碳含量先增大,后略有降低。石墨碳含量略有降低是因?yàn)?!--BA-->
Na2SiO3(或SiO32-
Na2SiO3(或SiO32-
(填化學(xué)式)的水解。
(3)經(jīng)測定,濾液Ⅱ的pH=a,則其中c(Fe3+)≤
2.6×103-3amol/L
2.6×103-3amol/L
。(用含a的計(jì)算式表示)
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39
(4)用高純石墨制備氧化石墨,高純石墨用量不同時氧化石墨的電阻率如表。
石墨用量/g 5 10 15 20
電阻率/Ω?m 941.0 116.8 95.5 76.8
隨著石墨用量的增大,石墨的氧化程度
減小
減小
。(填“增大”、“不變”“減小”)
(5)“多步操作”包含加入試劑、加熱、攪拌、過濾、洗滌、烘干等。
①加入試劑時,需先加入濃硫酸、KMnO4,去離子水稀釋后,再加H2O2。加H2O2目的是除去KMnO4,寫出該反應(yīng)的離子方程式
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O

②洗滌氧化石墨時,判斷固體洗凈的方法是
取最后一次洗滌液1~2mL與試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明固體已洗滌干凈
取最后一次洗滌液1~2mL與試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明固體已洗滌干凈

(6)通過分析氧化石墨的傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜圖發(fā)現(xiàn),氧化石墨表面出現(xiàn)了大量的含氧共價鍵,這些共價鍵是
C-O、C=O和H-O
C-O、C=O和H-O
。(用“A-B”、“A=B”、“A≡B”表示,A、B代表相同或不同的原子)

【答案】SiO2+2NaOH
Na2SiO3+H2O;50mL;Na2SiO3(或SiO32-);2.6×103-3amol/L;減??;2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;取最后一次洗滌液1~2mL與試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明固體已洗滌干凈;C-O、C=O和H-O
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:10引用:1難度:0.5
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    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     
    。
    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     
    。
    (4)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     
    。
    (5)ag燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示)。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
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    (1)焙燒時產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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