【題目】氧錳八面體納米棒(OMS-2)是一種新型的環(huán)保催化劑。用軟錳礦和黃鐵礦(主要成分分別為MnO2、FeS2)合成OMS-2的工藝流程如下:

(1)FeS2中硫元素的化合價(jià)是_________!罢{(diào)pH并過濾”主要除去______元素。

(2)Mn12O19中氧元素化合價(jià)均為-2價(jià),錳元素的化合價(jià)有兩種,則Mn (Ⅲ)、Mn (Ⅳ) 物質(zhì)的量之比為_______________。生產(chǎn)過程中的原料KMnO4、K2S2O8、MnSO4·H2O按物質(zhì)的量比1:1:5反應(yīng),產(chǎn)物中硫元素全部以SO42-的形式存在,該反應(yīng)的離子方程式為__________________________。

(3)溶液B可進(jìn)一步分離出兩種主要化合物,一種可在該工藝中循環(huán)使用,化學(xué)式是____________;另一種為鹽類,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可用作___________________________。

(4)OMS-2是一種納米級的分子篩。分別用OMS-2和MnOx對甲醛進(jìn)行催化氧化,在相同時(shí)間內(nèi)甲醛轉(zhuǎn)化率和溫度的關(guān)系如圖:

由圖可知,OMS-2與MnOx相比,催化效率較高是____________________,原因是________________。

(5)甲醛(HCHO)在OMS-2催化氧化作用下生成CO2和H2O,現(xiàn)利用OMS-2對某密閉空間的甲醛進(jìn)行催化氧化實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)開始時(shí),該空間內(nèi)甲醛含量為1.22mg/L,CO2含量為0.590mg/L,一段時(shí)間后測得CO2含量升高至1.25mg/L,該實(shí)驗(yàn)中甲醛的轉(zhuǎn)化率為_______________________。

【答案】 -1 Fe或鐵 5:1 2MnO4-+ 2S2O82-+10Mn2++11H2O=Mn12O19↓+4SO42-+22H+ H2SO4 化肥 OMS-2 OMS-2 比MnOx表面積大,吸附的反應(yīng)物濃度更高,反應(yīng)速率更快 36.9%

【解析】本題以氧錳八面體納米棒(OMS-2)的合成為載體考查工藝流程圖,意在考查學(xué)生的綜合分析能力。(1)FeS2中鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià),硫元素的化合價(jià)是-1;軟錳礦和黃鐵礦加硫酸浸出,濾液A中含有Fe2+,加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,調(diào)節(jié)pH將鐵元素除去得到MnSO4·H2O;(2)Mn12O19中氧元素化合價(jià)均為-2價(jià),設(shè)Mn (Ⅲ)為x個(gè),則Mn (Ⅳ)為12-x,根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0,即得3x+4(12-x)=2×19,x為10,Mn (Ⅳ)為2,Mn (Ⅲ)、Mn (Ⅳ) 物質(zhì)的量之比為5:1;根據(jù)題意生產(chǎn)過程中的原料KMnO4、K2S2O8、MnSO4·H2O按物質(zhì)的量比1:1:5反應(yīng),產(chǎn)物中硫元素全部以SO42-的形式存在,該反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+ 2S2O82-+10Mn2++11H2O=Mn12O19↓+4SO42-+22H+;(3)根據(jù)反應(yīng)方程式可知,溶液B中含有的K2SO4、H2SO4,該工藝中循環(huán)使用的物質(zhì)化學(xué)式是H2SO4,K2SO4在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可用作鉀肥;(4)由圖像可以看出,相同溫度下,OMS-2作催化劑時(shí),因納米級OMS-2 比MnOx表面積大,吸附的反應(yīng)物濃度更高,反應(yīng)速率更快,故OMS-2與MnOx相比,催化效率較高是OMS-2;(5)設(shè)體積為VL,CO2含量由0.590mg/L升高至1.25mg/L,CO2含量增多0.66mg/L,反應(yīng)生成的CO2的物質(zhì)的量為,根據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒,參與反應(yīng)的甲醛的物質(zhì)的量為,故該實(shí)驗(yàn)中甲醛的轉(zhuǎn)化率為=36.9%。

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】根據(jù)問題填空:
(1)鋼鐵很容易生銹而被腐蝕,每年因腐蝕而損失的鋼鐵占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一.
①鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕,該腐蝕過程中的正極反應(yīng)式為
②為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率,可以采用如圖甲所示的方案,其中焊接在鐵閘門上的固體材料 R 可以采用
A.銅B.錫C.鋅D.石墨
③如圖乙方案也可以降低鐵閘門的腐蝕速率,其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的極上.
(2)根據(jù)反應(yīng) Fe+Fe2(SO43═3FeSO4設(shè)計(jì)的雙液原電池如圖丙所示.
①電極Ⅰ的材料為金屬鐵,則燒杯 A 中的電解質(zhì)溶液為(填化學(xué)式)
②電極Ⅱ發(fā)生的電極反應(yīng)式為
(3)某同學(xué)組裝了如圖丁所示的電化學(xué)裝置.電極Ⅰ為 Al,其他電極均為 Cu. ①電極Ⅰ為極(填“正”“負(fù)”或“陰”“陽”),發(fā)生反應(yīng)(填“氧化”或“還 原”),電極反應(yīng)式為;電極Ⅲ為極(填“正”“負(fù)”或“陰”“陽”).
②鹽橋中盛有含 KNO3 溶液的瓊脂,鹽橋中的 K+向極(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)移動(dòng).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用0.1032molL﹣1 HCl溶液滴定未知濃度的NaOH溶液,
(1)某同學(xué)按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①取一錐形瓶,用待測NaOH溶液潤洗兩次; ②在錐形瓶中加入 25,.00 mL待測NaOH溶液;③加入幾滴石蕊試劑做指示劑;④取一支酸式滴定管,洗滌干凈; ⑤直接往酸式滴定管中注入標(biāo)準(zhǔn)酸溶液,進(jìn)行滴定; ⑥兩眼注視著滴定管內(nèi)鹽酸溶液液面下降,直至滴定終點(diǎn).
其中所述操作有錯(cuò)誤的序號為
(2)取用25.00 mL待測NaOH溶液應(yīng)用以下(選填:“甲”、“乙”)裝置,若取用NaOH溶液開始平視讀數(shù)、結(jié)束時(shí)俯視讀數(shù),會(huì)導(dǎo)致所測氫氧化鈉溶液濃度(填“偏大““偏小“或“不變“)
(3)若滴定開始前滴定管尖嘴中有一氣泡,滴定結(jié)束后氣泡消失, 則會(huì)導(dǎo)致所測氫氧化鈉溶液濃度(填“偏大““偏小“或“不變“)
(4)若平行實(shí)驗(yàn)三次,記錄的數(shù)據(jù)如下表

滴定次數(shù)

待測溶液的體積(/mL)

標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液的體積

滴定前讀數(shù)(/mL)

滴定后讀數(shù)(/mL)

25.00

1.02

21.04

25.00

2.00

22.98

25.00

0.20

20.18

試計(jì)算待測NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度(列出計(jì)算過程).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中常用到漂白劑。下列物質(zhì)沒有漂白作用的是

A.HClO B.SO2 C.新制氯水 D.CaCl2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量相同的N2和CO,下列物理量不一定相同的是(
A.物質(zhì)的量
B.分子個(gè)數(shù)
C.原子個(gè)數(shù)
D.氣體體積

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某氧化物與 NaOH 溶液反應(yīng)生成易溶于水的化合物 M,將少量 M 溶液滴入稀鹽酸中,有白色沉淀產(chǎn)生,則該氧化物是

A.Fe2O3B.SiO2C.A12O3D.MgO

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示裝置中,b電極用金屬M(fèi)制成,a、c、d為石墨電極,接通電源,金屬M(fèi)沉積于b極,同時(shí)a、d電極上產(chǎn)生氣泡.試回答:
(1)a為極,d極的電極反應(yīng)式為:
(2)電解開始時(shí),在B燒杯的中央滴幾滴淀粉溶液,你能觀察到的現(xiàn)象是 . 電解進(jìn)行一段時(shí)間后,罩在c極上的試管中也收集到了氣體,此時(shí)c極上的電極反應(yīng)為:
(3)當(dāng)d電極上收集到44.8ml氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)停止電解,若b電極上沉積金屬M(fèi)的質(zhì)量為0.432g,則此金屬的摩爾質(zhì)量為

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列硫的單質(zhì)和化合物中,硫元素的化合價(jià)最高的是(
A.S
B.SO2
C.H2S
D.H2SO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】【題目】氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一種新型離子交換材料,其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣,F(xiàn)用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)

1Mg2Al(OH)6Cl·xH2O熱分解的化學(xué)方程式___________________________。

2若只通過測定裝置C、D的增重來確定x,則裝置的連接順序?yàn)?/span>________(按氣流方向,用接口字母表示),其中C的作用是________。裝置連接后,首先要進(jìn)行的操作的名稱是________。

3加熱前先通N2排盡裝置中的空氣,稱取C、D的初始質(zhì)量后,再持續(xù)通入N2的作用是______________________、_________________等。

4完全分解后測得C增重3.65 g、D增重9.90 g,則x________。若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測定的x值將________(偏高偏低”)。

5上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成[Mg2Al(OH)6Cl12y·(CO3)y·zH2O],該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng),F(xiàn)以此物質(zhì)為樣品,用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定z,除測定D的增重外,至少還需測定___________

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