【改编】MnO2和Zn是制造干电池的重要原料,工业上用软锰矿(主要成分MnO2)和闪锌矿(主要成分ZnS)联合生产MnO2和Zn的工艺流程如下图所示:
(1)操作I的名称是___ __,判断固体单质A是否洗涤干净的方法是 。
(2)稀硫酸浸泡时反应的离子方程式为__________________________________;该反应中若消耗8.7g氧化剂,共转移_______mo1电子。浸泡时反应速率较慢,下列措施不能提高浸泡时反应速率的是_______(填代号)。
a.将矿石粉碎
b.提高浸泡温度
c.使用98%的浓硫酸浸泡
d.改变软锰矿与闪锌矿的比例
(3)由硫酸锰溶液可得到固体碳酸锰,然后在空气中煅烧碳酸锰制备MnO2。已知:
写出碳酸锰在空气中煅烧生成MnO2的热化学方程式_________________________。
(4)用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO2的装置如下图所示:
①b应与直流电源的_________(填“正”或“负”)极相连。
②电解过程中氢离子的作用是______________和_____________;a电极方程式为:________________。
锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料,二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4)含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质,碱熔法生产锆的流程如下:
已知25℃时部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Zr(OH)4 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
开始沉淀时pH |
1.2 |
2.7 |
3.4 |
6.3 |
完全沉淀时pH |
2.4 |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
(1)完成高温熔融时的主要反应方程式:ZrSiO4 + 4NaOH= Na2ZrO3 + +
(2)为了提高浸出率可采取的方法有 、 (列举两种)
(3)生成滤渣2的成分 (用化学式表示)
(4)用氨水将滤液2的pH调至 ≤pH< ,目的是 。
(5)往流程中滤渣1中加入盐酸溶液,过滤不溶物后,再将滤液在不断通入 气流同时蒸发结晶,可回收得到铁的氯化物FeCl3晶体。
石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是_________________。
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,写出由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_________________。
(3)步骤①为:搅拌、过滤,所得溶液IV中的三种阴离子是____________。
(4)由溶液IV生成沉淀V的反应的离子方程式为_____________,100kg初级石墨最多可获得V的质量为___________kg。
(5)使用上面提纯得到的石墨电极电解NO可制得 NH4NO3酸性溶液,其工作原理如下图所示,① 试写出电解池阴极的电极反应式 。② 为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是 ,说明理由: 。
镁橄榄石主要成分是Mg2SiO4,电解法促进镁橄榄石固定CO2的工艺流程如下图所示:
已知:Mg2SiO4(s)+4HCl(aq)2MgCl2(aq)+SiO2(s)+2H2O(l) △H =-49.04 kJ·mol-1
固碳时主要反应的方程式为NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq)。
(1)上图方框里的操作名称是 ,横线上的物质有(填化学式) 。
(2)下列物质中也可用作“固碳”的是(填字母序号) 。
A.CaCl2 | B.NH3·H2O | C.Na2CO3 | D.H2O |
(3)由下图可知,90 ℃后,镁橄榄石在盐酸中的溶解效率下降,分析其原因 。
(4)经分析,所得碱式碳酸镁沉淀中含有少量NaCl。为提纯,可采取的方法是 。本流程中可循环利用的物质是(填化学式) 。
(5)另一种橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20,用氧化物的形式可表示为 。
某同学设计如下实验方案,以分离KCl和BaCl2两种固体混合物,试回答下列问题:
(1)操作①的名称是 ,操作②的名称是 。
(2)试剂a是 ,试剂b是 ,固体B是 。(填化学式)
(3)加入试剂a所发生的化学反应方程式为: 。
加入试剂b所发生的化学反应方程式为: 。
(4)该方案能否达到实验目的: 。若不能,应如何改进(若能,此问不用回答) 。
(5)若要测定原混合物中KCl和BaCl2的质量分数,除了要准确称量混合物的质量外,至少还要获得的数据是 (填“A”、“A1”、“B”、“C”)的质量。
如图是中学化学常用的实验仪器:
(1)填写以下仪器的名称:C ,G 。
(2)分离由乙醇和甘油组成的混合物需要用到的上述仪器有 (填序号,下同)(已知乙醇和甘油互溶,沸点:乙醇78.5℃,甘油259℃);标有使用温度的仪器是 。
(3)填写除去下列混合物中的杂质需要的操作方法(括号内为杂质):
NaCl溶液(泥沙) ; NaCl溶液(汽油) ;氯化钠固体(碘) ;