- 酚醛树脂
- 共826题
某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO2，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：
① 缓慢向烧瓶中（见图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：
SO2+ H2O = H2SO3
MnO2+ H2SO3 = MnSO4+ H2O
（铁浸出后，过量的SO2 会将Fe3+还原为Fe2+）
② 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。
③ 再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右，过滤。
④ 调节滤液pH为6.5～7.2 ，加入NH4HCO3 ，有浅红色的沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸锰。
回答：
（1）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6 的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是 。
（2）查阅表1，③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是 。②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是 ，相应反应的离子方程式为 。
表1：生成相应氢氧化物的pH
（3）③中所得的滤液中含有Cu2+，可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+，经过滤，得到纯净的MnSO4。用平衡移动原理解释加入MnS的作用_________________。
（4）④中加入NH4HCO3 后发生反应的离子方程式是____________________。
（5）检验④中沉淀是否洗涤干净的方法是 。
正确答案
（12分）
（1）150℃ （或150℃以上）（1分）
（2） Fe(OH)3 （1分）
将Fe2+氧化为Fe3+，将过量的SO2氧化除去（2分）
MnO2＋2Fe2+＋4H+=Mn2+＋2Fe3+＋2H2O ， MnO2+SO2 = Mn2+ + SO42- （2分）
（3）MnS(s)
生成的CuS比MnS更难溶，促进MnS不断溶解，平衡右移，使Cu2+除去。（2分）
（4）Mn2＋＋2HCO3－＝MnCO3↓＋CO2↑＋H2O （2分）
（5）取少量最后一次洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净；反之则未洗干净。（2分）（其他答案合理，给分）
试题分析：（1）根据图1和图2，150℃以上时，副产物MnS2O6 的生成率低，Mn2＋ 的浸出率高，答案：150℃ （或150℃以上）（1分）
（2）pH在2.7到3.5之间时沉淀主要成分是Fe(OH)3 ，答案：Fe(OH)3 1分）
Fe2＋ 在pH为7.6到9.6之间沉淀，而此时Mn2＋ 也产生沉淀，无法分离，故要将Fe2＋ 氧化成Fe3＋ 以便在pH小于8.7时沉淀，与Mn2＋ 分离，故答案：将Fe2+氧化为Fe3+，将过量的SO2氧化除去（2分）
MnO2＋2Fe2+＋4H+=Mn2+＋2Fe3+＋2H2O ， MnO2+SO2 = Mn2+ + SO42- （2分）
（3）Cu2＋ ＋MnS
MnS(s)
生成的CuS比MnS更难溶，促进MnS不断溶解，平衡右移，使Cu2+除去。（2分）
（4）④中加入NH4HCO3 后发生反应的产生MnCO3沉淀，离子方程式为：Mn2＋＋2HCO3－＝MnCO3↓＋CO2↑＋H2O ，答案：Mn2＋＋2HCO3－＝MnCO3↓＋CO2↑＋H2O （2分）
（5）检验④中沉淀是否洗涤干净，就是检验洗涤液中有无SO42―,答案为：取少量最后一次洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净；反之则未洗干净。（2分）（其他答案合理，给分）
二氧化铈
（1）洗涤滤渣A的目的是为了去除 （填离子符号），检验该离子是否洗净的方法是 。
（2）第②步反应的离子方程式是 ，滤渣B的主要成分是 。
（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP （填“能”或“不能”）与水互溶。实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。
（4）取上述流程中得到的
正确答案
（1） Fe3+ ；取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加2-3滴KSCN，如果不出现红色，则洗涤干净。（2）2CeO2+H2O2+6H+ =" 2" Ce3+ +O2↑+ 4H2O ；SiO2（3）不能；分液漏斗（4）97.01%
试题分析：（1）洗涤滤渣A的目的是为了去除 Fe3+ ，检验该离子是否洗净的方法是取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加2-3滴KSCN，如果不出现红色，则洗涤干净；（2）第②步反应为二氧化铈氧化过氧化氢的反应，所以其离子反应方程式为：2CeO2+H2O2+6H+ =" 2" Ce3+ +O2↑+ 4H2O，由于二氧化硅不与酸反应，所以滤渣B的主要成分是二氧化硅，（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，根据萃取的条件可以知道，TBP不与水互溶；实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等；（4）用0.1000mol•
点评：本题考查了元素及其化合物，该考点是高考考查的重点，本题由一定的综合性，该题有利于培养学生的分析能力，该题难度不大。
工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]的工艺流程如下：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
回答下列问题：
（1）加入过量废铁屑的目的是 ，此时溶液中存在的阳离子主要有 ，用NaHCO3调整溶液pH时的离子方程式是 。
（2）在实际生产中，反应Ⅱ中常同时通入O2以减少NaNO2的用量，同时通入O2的作用是 。
（3）碱式硫酸铁溶于水后能电离产生[Fe(OH)]2+离子，写出[Fe(OH)]2+发生水解反应生成Fe(OH)3的离子方程式 。
（4）已知废铁屑中铁元素的质量分数为84.0%，若不考虑每步反应中铁元素的损耗，现有100吨废铁屑理论上最多能生产 吨碱式硫酸铁。
正确答案
（1）使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使Fe3+尽可能转化为Fe2+(2分，答对一点即可得2分，其它合理答案也可) Fe2 +、Al3+（2分）； 3HCO3-+Al3+ =3CO2↑ + Al(OH)3↓ (2分)
（2）作氧化剂并且可减少污染性气体的排放(其他合理答案也可，1分)
（3）[Fe(OH)]2+＋2H2O
（4）253.5 (2分)
试题分析：（1）把废铁屑加入稀硫酸中，所以其作用为：使硫酸充分反应掉或提高硫酸利用率或使Fe3+尽可能转化为Fe2+；废铁屑还含有Al2O3，所以与H2SO4反应后的溶液含Fe2 +、Al3+；加入NaHCO3后与Al3+发生相互促进的水解反应：3HCO3-+Al3+ =3CO2↑ + Al(OH)3↓。
（2）NaNO2氧化Fe2+会生成NO，造成污染，而O2氧化Fe2+产物无污染，所以O2的作用为：作氧化剂并且可减少污染性气体的排放。
（3）[Fe(OH)]2+结合H2O电离的OH‾生成Fe(OH)3，离子方程式为：[Fe(OH)]2+＋2H2O
（4）根据Fe元素守恒可知：Fe ～ Fe(OH)SO4 100吨废铁屑理论上可生成碱式硫酸铁的质量为：100×84.0%÷56×169=253.5吨。
以地下卤水（主要含NaCl，还有少量Ca2+、Mg2+）为主要原料生产亚硫酸钠的新工艺如下，同时能得到用作化肥的副产品氯化铵。
已知以下四种物质的溶解度曲线图：
（1）“除杂”时，先加入适量石灰乳过滤除去Mg2+，再通入CO2并用少量氨水调节pH过滤除去Ca2+，“废渣”的主要成分为 、 。
（2）“滤渣1”的化学式为 。
（3）在“滤液1”中加入盐酸的目的是 。“滤渣2”的化学式为 。
（4）已知H2CO3和H2SO3的电离常数如下表，“通入SO2”反应的化学方程式为 。
正确答案
（16分）（1）Mg (OH)2（2分） CaCO3（2分）
（2）NaHCO3（3分）
（3）除去HCO3－（3分，多答“使更多的Na+形成NaCl析出，提高NH4Cl的纯度”不扣分） NaCl（3分）
（4）NaHCO3+SO2 = NaHSO3+ CO2（3分）
试题分析：（1）依题意，除杂步骤涉及的反应为Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+，CO2+2NH3•H2O=2NH4++CO32－+H2O，Ca2++CO32－=CaCO3↓，则废渣的主要成分是Mg(OH)2、CaCO3；（2）由溶解度曲线可知，NaHCO3的溶解度最小，最先达到饱和，则NH4HCO3与饱和NaCl具备发生复分解反应发生的条件，即NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，因此滤渣1的主要成分是NaHCO3；（3）过滤后滤液1中的主要成分是NaCl、NH4Cl、NaHCO3，氯化纳和氯化铵都不能与盐酸反应，而碳酸氢钠与盐酸能反应，即HCO3－+H+=CO2↑+H2O，因此加入足量盐酸能除去HCO3－，提高NH4Cl的纯度；由溶解度曲线可知，热溶液中NaCl的溶解度小于NH4Cl，因此蒸发浓缩、趁热过滤得到的滤渣2为NaCl，而滤液则含有NH4Cl、NaCl；由于NH4Cl的溶解度随温度降低明显减小，而NaCl的溶解度随温度降低无明显变化，则蒸发浓缩、冷却结晶可制备NH4Cl晶体；（4）滤渣1为NaHCO3，根据表中的电离常数可知电离程度：H2SO3>H2CO3>HSO3－>HCO3－，根据复分解反应发生的条件可知，通入SO2的反应为NaHCO3+SO2=NaHSO3+CO2，不可能为2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O，因为CO2+H2O+Na2SO3= NaHSO3+NaHCO3。
工业上用重晶石（BaSO4)制备BaCO3的常用方法主要有高温锻烧还原法、沉淀转化法等。高温煅烧还原法的工艺流程可简单的表示如下：
（1）若“煅烧”时产生一种有毒的还原性气体，则反应的化学方程式为______。
（2）工业上煅烧重晶石矿粉时，为使BaSO4得到充分的还原和维持及应所需的高温，应采取的措施是______。
a．加人过量的炭，同时通入空气 b．设法将生成的BaS及时移出
（3）在第一次过滤后洗涤，检验是否洗涤干净的试剂最好是______。
（4）沉淀转化法制备BaCO3可用饱和Na2CO3溶液将BaSO4转化为BaCO3：
BaSO4 (s)+CO32－(aq)
则：①在实验室将少量BaSO4固体全部转化为BaCO3的实验操作方法与步骤为______。
②与高温煅烧还原法相比，沉淀转化法的优点主要有______。
③已知：Ksp(BaCO3)=2.40×10－9，Ksp(BaSO4)=1.20×10－10。现欲用沉淀转化法将BaSO4转化为BaCO3，该反应的平衡常数为______。如用1.00 L 0. 210 mol • L－1 Na2CO3溶液处理，试计算BaSO4被转化的质量______(要有计算过程，结果保留3位有效数字)。
正确答案
（18分）
（1）BaSO4+4C
（2）a（2分）
（3）H2SO4（2分，其它合理答案也给分）
（4）①将适量饱和Na2CO3溶液加入BaSO4固体中，充分搅拌，静置、弃去上层清液；如此操作，反复多次（直到BaSO4全部转化为BaCO3）（3分）
②节能、环保等（2分）
③5×10－2（2分）
解：设BaSO4被转化的物质的量为xmol，则碳酸根离子的变化浓度为xmol/L，即：
BaSO4 (s)+CO32－(aq)
起始浓度/mol•L－1 0.210 0
变化浓度/mol•L－1 x x
起始浓度/mol•L－1 0.210—x x （1分）
由于K=
解得：x=0.0100（1分）
由于m=n•M，则BaSO4被转化的质量为0.0100mol×233g/mol=2.33g（1分）
答：BaSO4被转化的质量为2.33g。
试题分析：（1）依题意，BaSO4与C在高温下发生氧化还原反应，生成BaS和CO，硫元素由+6降为—2价，碳元素由0升为+2价，根据化合价升降总数相等、原子个数守恒，则该反应为BaSO4+4C
BaSO4 (s)+CO32－(aq)
起始浓度/mol•L－1 0.210 0
变化浓度/mol•L－1 x x
起始浓度/mol•L－1 0.210—x x （1分）
由于K=
则
解得：x=0.0100（1分）
由于m=n•M，则BaSO4被转化的质量为0.0100mol×233g/mol=2.33g（1分）。
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