氧化石墨可用于大規模生產石墨烯,近年來受到科學家的廣泛關注。某學科小組利用石墨精礦(含SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等雜質)制備氧化石墨,設計流程如圖。

回答下列問題:
(1)“堿熔”時,Si元素轉化的化學方程式為SiO2+2NaOH △ Na2SiO3+H2OSiO2+2NaOH △ Na2SiO3+H2O。
(2)“水浸”時,浸出水用量對高純石墨中石墨碳含量影響如圖。

合適的浸出水用量為50mL50mL。隨著浸出水用量的增多,石墨碳含量先增大,后略有降低。石墨碳含量略有降低是因為Na2SiO3(或SiO32-)Na2SiO3(或SiO32-)(填化學式)的水解。
(3)經測定,濾液Ⅱ的pH=a,則其中c(Fe3+)≤2.6×103-3amol/L2.6×103-3amol/L。(用含a的計算式表示)
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39
(4)用高純石墨制備氧化石墨,高純石墨用量不同時氧化石墨的電阻率如表。
△
△
石墨用量/g | 5 | 10 | 15 | 20 |
電阻率/Ω?m | 941.0 | 116.8 | 95.5 | 76.8 |
減小
減小
。(填“增大”、“不變”“減小”)(5)“多步操作”包含加入試劑、加熱、攪拌、過濾、洗滌、烘干等。
①加入試劑時,需先加入濃硫酸、KMnO4,去離子水稀釋后,再加H2O2。加H2O2目的是除去KMnO4,寫出該反應的離子方程式
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
。②洗滌氧化石墨時,判斷固體洗凈的方法是
取最后一次洗滌液1~2mL與試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產生,則表明固體已洗滌干凈
取最后一次洗滌液1~2mL與試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產生,則表明固體已洗滌干凈
。(6)通過分析氧化石墨的傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜圖發現,氧化石墨表面出現了大量的含氧共價鍵,這些共價鍵是
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)【考點】物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用.
【答案】SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O;50mL;Na2SiO3(或SiO32-);2.6×103-3amol/L;減小;2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;取最后一次洗滌液1~2mL與試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產生,則表明固體已洗滌干凈;C-O、C=O和H-O
△
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:10引用:1難度:0.5
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