氧化石墨可用于大规模生产石墨烯,近年来受到科学家的广泛关注。某学科小组利用石墨精矿(含SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备氧化石墨,设计流程如图。

回答下列问题:
(1)“碱熔”时,Si元素转化的化学方程式为SiO2+2NaOH △ Na2SiO3+H2OSiO2+2NaOH △ Na2SiO3+H2O。
(2)“水浸”时,浸出水用量对高纯石墨中石墨碳含量影响如图。

合适的浸出水用量为50mL50mL。随着浸出水用量的增多,石墨碳含量先增大,后略有降低。石墨碳含量略有降低是因为Na2SiO3(或SiO32-)Na2SiO3(或SiO32-)(填化学式)的水解。
(3)经测定,滤液Ⅱ的pH=a,则其中c(Fe3+)≤2.6×103-3amol/L2.6×103-3amol/L。(用含a的计算式表示)
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39
(4)用高纯石墨制备氧化石墨,高纯石墨用量不同时氧化石墨的电阻率如表。
△
△
石墨用量/g | 5 | 10 | 15 | 20 |
电阻率/Ω⋅m | 941.0 | 116.8 | 95.5 | 76.8 |
减小
减小
。(填“增大”、“不变”“减小”)(5)“多步操作”包含加入试剂、加热、搅拌、过滤、洗涤、烘干等。
①加入试剂时,需先加入浓硫酸、KMnO4,去离子水稀释后,再加H2O2。加H2O2目的是除去KMnO4,写出该反应的离子方程式
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
。②洗涤氧化石墨时,判断固体洗净的方法是
取最后一次洗涤液1~2mL与试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明固体已洗涤干净
取最后一次洗涤液1~2mL与试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明固体已洗涤干净
。(6)通过分析氧化石墨的傅里叶变换红外(FT-IR)光谱图发现,氧化石墨表面出现了大量的含氧共价键,这些共价键是
C-O、C=O和H-O
C-O、C=O和H-O
。(用“A-B”、“A=B”、“A≡B”表示,A、B代表相同或不同的原子)【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O;50mL;Na2SiO3(或SiO32-);2.6×103-3amol/L;减小;2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;取最后一次洗涤液1~2mL与试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明固体已洗涤干净;C-O、C=O和H-O
△
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:10引用:1难度:0.5
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(2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
(3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
(4)煅烧A的反应方程式是
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(2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
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(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1
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