锰的化合物种类较多,也大多具有广泛的用途。
I.MnO2是H2O2分解的良好的催化剂,它也具有较强的氧化性。某化学兴趣小组通过实验探究MnO2的性质。
(1)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性,可行的是_____________。
A.把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成
B.把MnO2固体加入到H2O2溶液中,观察是否有气泡产生
C.Na2 SO3溶液中,加入MnO2固体,再滴加BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成
D.FeSO4溶液中滴加几滴KSCN溶液,再加入MnO2固体,观察溶液是否变红
(2)为研究溶液中MnO2的氧化能力与溶液酸碱性的关系,该小组同学设计了如下的对比实验:在
室温下,取A、B、C三支试管,用同浓度同体积的KI溶液和质量、颗粒大小相同的MnO2固体反应,然后分别加入1mL 0.2mol/L NaOH溶液、1mL水、1mL 0.1mol/L硫酸。现象记录如下:
试管编号 |
实验现象 |
A |
溶液不变色 |
B |
溶液缓慢变浅棕褐色 |
C |
溶液迅速变棕褐色 |
从以上实验中,我们可以得出的结论是____________。
②写出C试管中发生反应的离子方程式:________________。
Ⅱ,铁酸锰( MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢,可有效缓解能源危机。MnFe2O4的制备工艺流程如下图:
已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH如表所示。
|
开始沉淀 |
完全沉淀 |
Fe3+ |
2.7 |
4.2 |
Mn2+ |
8.3 |
10.4 |
①步骤一中投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质的量之比理论上应为___________________。
②步骤二中需控制pH的范围是_______________
③步骤三中是否洗涤干净的判断方法是_____________.
我国某地利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。具体生产流程如下:
(1)操作a的名称是。制硫酸工艺中净化SO2窑气的目的是。
(2)装置B中生成两种酸式盐,它们的化学式分别是。
(3)制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是。(选填字母)
A.NaOH溶液、酚酞试液 | B.氨水、酚酞试液 |
C.碘水、淀粉溶液 | D.KMnO4溶液、稀H2SO4液 |
(4)SO2可转化为硫酸盐。现有一种硫酸盐的化学式为Fe2(SO4)3·x(NH4)2SO4·yH2O。现称取该复盐2.410g,加入过量的NaOH溶液并加热,生成的气体用100mL 0.0500 mol·L―1硫酸吸收,多余的硫酸用0.2000 mol·L―1的NaOH溶液滴定,消耗NaOH溶液25.00mL。再将等质量的复盐溶于水配成溶液,加足量BaCl2溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,最后得白色沉淀2.330g。试列出计算过程确定该复盐的化学式。
CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值的化学品是目前的研究方向。
(1)已知:CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1= a kJ•mol-1
CO(g) + H2O (g)=CO2(g) + H2 (g) ΔH2= b kJ•mol-1
2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3 = c kJ•mol-1
反应CO2(g) + CH4(g)2CO(g) + 2H2(g) 的ΔH=kJ•mol-1。
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
① 在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图8所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是。
② 为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是。
③ 将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为。
(3)以CO2为原料可以合成多种物质。
① 利用FeO吸收CO2的化学方程式为:6FeO + CO2=2Fe3O4 + C,则反应中每生成1molFe3O4,转移电子的物质的量为mol。
② 以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,在铜电极上CO2可转化为CH4,另一电极石墨连接电源的极,则该电解反应的化学方程式为。
已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4]―,铬的化合物有毒,由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此,必须对含铬的废水进行处理,可采用以下两种方法。
Ⅰ.还原法 在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬。
具体流程如下:
有关离子完全沉淀的pH如下表:
有关离子 |
Fe2+ |
Fe3+ |
Cr3+ |
完全沉淀为对应氢氧化物的pH |
9.0 |
3.2 |
5.6 |
(1)写出Cr2O2- 7与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式。
(2)还原+6价铬还可选用以下的试剂(填序号)。
A.明矾 B.亚硫酸氢钠C.生石灰D.铁屑
(3)在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀。
则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为:(填序号);
A.Na2O2B.Ba(OH)2C.Ca(OH)2D.NaOH
此时调节溶液的pH范围在(填序号)最佳。
A.3~4B.6~8C.10~11D.12~14
Ⅱ.电解法 将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2+和Cr2O2- 7发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。
(4)写出阴极的电极反应式。
(5)电解法中加入氯化钠的作用是。
MMA既是一种高分子化合物(有机玻璃)的单体,又是制取甲基丙烯酸丙酯等的重要原料。现有三条制备高分子(MMA)的途径,其流程下如:
(1)工业上将A和甲醇及过量硫酸一起,一步反应生成MMA,该反应的化学方程式为。
(2)反应②是在500℃并有催化剂存在的条件下发生的,则其反应类型为:。
(3)某物质既能发生银镜反应,又能发生水解反应,其分子中还有手性碳原子,并与互为同分异构体,则其物质结构简式为:。
(4)物质D的核磁共振氢谱有两个峰,它与CO、CH3OH以物质的量之比1︰1︰1反应恰好生成MMA, 则D的结构简式为,该方法的优点是。
(5)MMA和1‒丙醇反应制取甲基丙烯酸丙酯的化学方程式为:。
(6)根据题中流程里提供的新信息,写出由(CH3)2C=CH2制备化合物
的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
继侯德榜“联合制碱法”后,上世纪50年代某些化工专家开始研究有机胺制碱法,目前这项研究工作取得了一定进展。其工艺流程如下:
已知:NR3+ HC=NR3 •HCl,且NR3 •HCl易溶于有机溶剂。
(1)有机胺制碱法反应生成小苏打的化学方程式是:;操作①称为;
(2)过程③得到产品的化学方程式是:;
(3)在过程④中,回收有机胺的化学方程式是:;
(4)副产品的用途;
(5)本工艺流程中可循环利用的物质是:。