當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年江蘇省南京市中華中學(xué)高三（上）期末化學(xué)試卷> 試題詳情

實(shí)驗(yàn)室以碳酸錳礦（含MnCO₃及少量Fe、Al、Si等氧化物）為原料制高純MnCO₃和MnO₂的流程如圖：
（1）焙燒時(shí)的溫度為300～500℃，寫出焙燒時(shí)MnCO₃所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
MnCO₃+（NH₄）₂SO₄

300
～
500
℃

MnSO₄+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O
MnCO₃+（NH₄）₂SO₄

300
～
500
℃

MnSO₄+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O
。
（2）焙燒前需測定碳酸錳礦中MnCO₃的含量，測定過程如下：稱取0.2000g碳酸錳礦粉于錐形瓶中，加入15mL磷酸，加熱并不斷搖動至礦粉溶解，加入NH₄NO₃將溶液中的Mn²⁺轉(zhuǎn)化為Mn（PO₄）₂^3-，待冷卻至室溫后，加入40mL蒸餾水，滴加2滴N苯代鄰胺基苯甲酸作指示劑，用0.02000mol?L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)[滴定過程中Mn（PO₄）₂^3-與Fe²⁺反應(yīng)生成Mn²⁺和Fe³⁺]，消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00mL。計(jì)算碳酸錳礦中MnCO₃的含量
30
×
1
0
-
3
×
0
.
02
×
115
0
.
2
×100%=34.5%
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.
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0
.
2
×100%=34.5%
（寫出計(jì)算過程）。
（3）將過濾后所得溶液凈化后可得MnSO₄溶液。
①將凈化后MnSO₄溶液置于如圖所示三頸燒瓶中，控制一定的溫度，將沉淀劑滴加到燒瓶中，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥可得MnCO₃白色粉末。沉淀劑可以使用Na₂CO₃溶液、NH₄HCO₃溶液或NH₄HCO₃與氨水的混合溶液。實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過比較后使用的是NH₄HCO₃與氨水的混合溶液。
a.不使用Na₂CO₃溶液的原因是
Na₂CO₃的堿性較強(qiáng)，會有部分Mn元素轉(zhuǎn)化成Mn（OH）₂沉淀，所得MnCO₃不純，Mn的利用率降低
Na₂CO₃的堿性較強(qiáng)，會有部分Mn元素轉(zhuǎn)化成Mn（OH）₂沉淀，所得MnCO₃不純，Mn的利用率降低
。
b.不使用NH₄HCO₃溶液的原因是
NH₄HCO₃為弱酸弱堿鹽，Mn²⁺與
HCO
-
3
電離產(chǎn)生
CO
2
-
3
結(jié)合成MnCO₃，促使
HCO
-
3
電離，c（H⁺）增大，H⁺與
HCO
-
3
反應(yīng)生成CO₂，造成NH₄HCO₃的利用率降低
NH₄HCO₃為弱酸弱堿鹽，Mn²⁺與
HCO
-
3
電離產(chǎn)生
CO
2
-
3
結(jié)合成MnCO₃，促使
HCO
-
3
電離，c（H⁺）增大，H⁺與
HCO
-
3
反應(yīng)生成CO₂，造成NH₄HCO₃的利用率降低
。
②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。根據(jù)信息，補(bǔ)充完整制取純凈MnO₂的實(shí)驗(yàn)方案：將20mL1.0mol?L^-1的MnSO₄溶液和20mL1.0mol?L^-1的K₂S₂O₈溶液混合，
邊攪拌邊向混合溶液中加入90mL 1.0mol?L^-1的NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V渣中邊攪拌邊加入適量1.0mol?L^-1H₂SO₄溶液，當(dāng)固體不再減少時(shí)，過濾，用蒸餾水多次洗滌濾渣，直至取最后一次洗滌濾液加入1.0mol?L^-1BaCl₂溶液無沉淀生成，過濾，干燥
邊攪拌邊向混合溶液中加入90mL 1.0mol?L^-1的NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V渣中邊攪拌邊加入適量1.0mol?L^-1H₂SO₄溶液，當(dāng)固體不再減少時(shí)，過濾，用蒸餾水多次洗滌濾渣，直至取最后一次洗滌濾液加入1.0mol?L^-1BaCl₂溶液無沉淀生成，過濾，干燥
，得到純凈的MnO₂（實(shí)驗(yàn)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）。

【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用；探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量；制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．

【答案】MnCO₃+（NH₄）₂SO₄

300

～

500

℃

MnSO₄+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O；

115

×100%=34.5%；Na₂CO₃的堿性較強(qiáng)，會有部分Mn元素轉(zhuǎn)化成Mn（OH）₂沉淀，所得MnCO₃不純，Mn的利用率降低；NH₄HCO₃為弱酸弱堿鹽，Mn²⁺與

HCO

電離產(chǎn)生

結(jié)合成MnCO₃，促使

HCO

電離，c（H⁺）增大，H⁺與

HCO

反應(yīng)生成CO₂，造成NH₄HCO₃的利用率降低；邊攪拌邊向混合溶液中加入90mL 1.0mol?L^-1的NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V渣中邊攪拌邊加入適量1.0mol?L^-1H₂SO₄溶液，當(dāng)固體不再減少時(shí)，過濾，用蒸餾水多次洗滌濾渣，直至取最后一次洗滌濾液加入1.0mol?L^-1BaCl₂溶液無沉淀生成，過濾，干燥

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：37引用：2難度：0.6

相似題

1．工業(yè)上以含鋅廢水（主要含 Zn²⁺、Fe²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺）為原料，通過控制條件逐一除去雜質(zhì)制備氧化鋅的工藝流程如圖：

（1）氧化 1 是為了將 Mn²⁺轉(zhuǎn)化為MnO₂除去，該反應(yīng)的離子方程式是

（2）除鐵后得到的 Fe（OH）₃ 可用KClO溶液在堿性環(huán)境將其氧化得到多功能水處理劑K₂FeO₄，該反應(yīng)的離子方程式是

（3）濾渣 2 的主要成分為

（填化學(xué)式）
（4）濾液中的主要溶質(zhì)可直接用作氮肥，其化學(xué)式是

．
（5）氧化 2過程中需調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，若溶液中Cd²⁺的濃度為0.72mol?L^-1，要求溶液中殘留鐵的濃度小于2.6×10^-6 mol?L^-1，則應(yīng)調(diào)節(jié) pH的范圍為

．[已知：K_sp（Fe（OH）₃）=2.6×10^-39，K_sp（Cd（OH）₂）=7.2×10^-15]
（6）碳化在 50℃進(jìn)行得到[ZnCO₃?2Zn（OH）₂?H₂O]，碳化時(shí)所用 NH₄HCO₃ 的實(shí)際用量為理論用量的 1.1 倍，主要原因是：使 Zn²⁺充分沉淀、

．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：29引用：2難度：0.5
解析
2．自然界中銅礦石的主要成分是FeCuS₂，還含有少量SiO₂。以該銅礦石為原料制備膽礬和鐵氧化物的工藝流程如圖所示：

已知：①K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，K_sp[Fe（OH）₂]=4.9×10^-17，K_sp[Fe（OH）₃]=2.8×10^-39，lg0.28≈-0.6；
②當(dāng)溶液中的金屬離子濃度c（Mⁿ⁺）≤1.0×10^-5mol?L^-1時(shí)，視為該離子沉淀完全。
回答下列問題：
（1）銅礦石粉化的目的是

。
（2）濾渣Ⅰ的成分是

（填化學(xué)式）；膽礬的化學(xué)式為

。
（3）試劑A選用H₂O₂溶液，觀察到氧化過程中氣泡逐漸增多且消耗的H₂O₂溶液總是比理論用量要多，其原因可能是

。
（4）方案二中，粉化后煅燒過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。
（5）加入的試劑B若為氧化銅，氧化銅參與反應(yīng)的離子方程式為

。
（6）假設(shè)氧化后的溶液中c（Cu²⁺）=0.22mol?L^-1，調(diào)節(jié)pH值的范圍為

。
發(fā)布：2024/11/12 8:0:1組卷：39引用：2難度：0.3
解析

3．“海綿鎳鋁催化劑”是一種多孔的鎳鋁合金，常用作有機(jī)催化劑．現(xiàn)以某粗鎳（含Ni、Fe、Cu及難與酸、堿溶液反應(yīng)的不溶性雜質(zhì)）為原料制取該催化劑，主要流程如圖

：25℃時(shí)，以0.1mol/L金屬離子測定得到如表數(shù)據(jù)：

物質(zhì) CuS Cu（OH）₂ Ni（OH）₂ NiS Fe（OH）₃

K_sp 6×10^-36 3×10^-19

pH 開始沉淀 4.7 7.2 1.9

沉淀完全 6.7 9.2 3.2

根據(jù)信息回答：
（1）步驟①常用熱濃硫酸進(jìn)行酸浸，寫出酸浸時(shí)金屬鎳發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

．
（2）酸浸過程應(yīng)控制酸的濃度、溫度等條件，如圖是鎳的浸出率與溫度的關(guān)系，溫度高于100℃時(shí)，Ni²⁺浸出率降低的原因可能是

．

（3）濾液l中含有0.8mol/LNi²⁺、0.1mol/LFe³⁺、0.1mol/LCu²⁺，步驟②的連續(xù)操作過程需要先分離出鐵元素、銅元素，再制得鎳硫化合物．為達(dá)到此目的，應(yīng)先加NaOH將溶液調(diào)節(jié)至

（填pH的取值范圍）；再加_

（選填最佳試劑的序號）．當(dāng)溶液中Ni²⁺開始形成NiS時(shí)，c（Cu²⁺）

．（忽略溶液體積變化）
A．硝酸 B．氨水 C．A1₂S₃ D．H₂S
（4）步驟③生成的Ni（CO）₄中碳的化合價(jià)與KCN中碳的化合價(jià)相同，則Ni（CO）₄中Ni的化合價(jià)為

；工業(yè)上也常用NaClO氧化NiSO₄，將制得的NiOOH熱分解后進(jìn)行還原得到Ni.ClO^-在堿性條件下氧化Ni²⁺生成NiOOH的離子方程式為

．
（5）步驟⑥的目的是降低鋁含量、獲得多孔狀的“海綿鎳鋁催化劑”，從而增強(qiáng)對氫氣的吸附性，步驟⑥的離子方程式為

．

發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：36引用：1難度：0.5

解析

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物質(zhì)		CuS	Cu（OH）₂	Ni（OH）₂	NiS	Fe（OH）₃
K_sp		6×10^-36			3×10^-19
pH	開始沉淀		4.7	7.2		1.9
pH	沉淀完全		6.7	9.2		3.2