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[化学—选修2:化学与技术](15分) 锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大...

[化学—选修2:化学与技术](15分)

锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图(a)所示。

说明: 满分5 manfen5.com

回答下列问题:

(1)①普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH。该电池中,负极材料主要是____________________,电解质的主要成分是__________,正极发生的主要反应是________________________________________________________。

②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是_______。

(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。

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①图(b)中产物的化学式分别为A_______,B________。

②操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为_______。

③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是____。(填化学式)

 

(1)①Zn    NH4Cl   MnO2+NH4++e-=" MnOOH+" NH3 ②碱性电池不易发生电解质的泄露,因为消耗的负极改装在电池的内部,碱性电池的使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。 (2)①ZnCl2   NH4Cl   ②3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-  ③H2 【解析】 (1)根据化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH,锌是负极材料,氯化铵是电解质的主要成分,二氧化锰和铵根离子在正极发生反应, MnO2+NH4++e-=" MnOOH+" NH3。与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是碱性电池不易发生电解质的泄露,因为消耗的负极改装在电池的内部,碱性电池的使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。 (2)废电池经机械分离后,加水溶解后再加稀盐酸,浓缩结晶得到氯化铵和氯化锌。氯化铵不稳定,受热易分解,所以B为氯化铵,A为氯化锌。绿色的K2MnO4溶液发生反应后生成紫色的高锰酸钾溶液和黑褐色的二氧化锰,该反应的离子方程式为3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-。采用惰性电极电解K2MnO4溶液,阴极氢离子得电子生成氢气。 【考点定位】化学与技术、原电池原理、电极方程式的书写
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考点分析:
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在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应应:

A(g)说明: 满分5 manfen5.com B(g)+C(g)  △H=+85.1kJ·mol-1

反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:

时间t/h

0

1

2

4

8

16

20

25

30

总压强p/100kPa

4.91

5.58

6.32

7.31

8.54

9.50

9.52

9.53

9.53

回答下列问题:

(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为             

(2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为                   

平衡时A的转化率为         ,列式并计算反应的平衡常数K                   

(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n总=        mol,n(A)=       mol。

②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a=           

反应时间t/h

0

4

8

16

C(A)/(mol·L-1

0.10

a

0.026

0.0065

 

分析该反应中反应反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是      

由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为       mol·L-1

 

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氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:

工业ZnO说明: 满分5 manfen5.com浸出液说明: 满分5 manfen5.com说明: 满分5 manfen5.com滤液说明: 满分5 manfen5.com说明: 满分5 manfen5.com滤液

说明: 满分5 manfen5.com说明: 满分5 manfen5.com滤饼说明: 满分5 manfen5.comZnO

提示:在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化,高锰酸钾的还原产物是MnO2

回答下列问题:

(1)反应②中除掉的杂质离子是     ,发生反应的离子方程式为                                  

加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是                                             

(2)反应③的反应类型为     ,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有                          

(3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是                             

(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2 .取干操后的滤饼11.2g,煅烧后可得到产品8.1 g. 则x等于                                                  。                

 

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正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。

说明: 满分5 manfen5.com

发生的反应如下:

CH3CH2CH2CH2OH说明: 满分5 manfen5.comCH3CH2CH2CHO

反应物和产物的相关数据列表如下:

 

沸点/℃

密度/(g·cm-3)

水中溶解性

正丁醇

11.72

0.8109

微溶

正丁醛

75.7

0.8017

微溶

实验步骤如下:

将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90—95℃,在E中收集90℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75—77℃馏分,产量2.0g。

回答下列问题:

(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由     

(2)加入沸石的作用是     。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是       

(3)上述装置图中,B仪器的名称是     ,D仪器的名称是     

(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是     (填正确答案标号)。

a.润湿         b.干燥      c.检漏         d.标定

(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在     层(填“上”或“下”)

(6)反应温度应保持在90—95℃,其原因是     

(7)本实验中,正丁醛的产率为      %。

 

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室温时,M(OH)2(S) 说明: 满分5 manfen5.comM2+(aq)+2OH-(aq)   Ksp=a,c(M2+)="b" mol·L-1时,溶液的pH等于( )

A.说明: 满分5 manfen5.comlg(说明: 满分5 manfen5.com)                              B.说明: 满分5 manfen5.comlg(说明: 满分5 manfen5.com)

C.14+说明: 满分5 manfen5.comlg(说明: 满分5 manfen5.com)                           D.14+说明: 满分5 manfen5.comlg(说明: 满分5 manfen5.com)

 

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在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应

①H2S(g)+ 说明: 满分5 manfen5.comO2(g)=SO2(g)+H2O(g)         △H1

②2H2S(g)+SO2(g)= 说明: 满分5 manfen5.comS2(g)+2H2O(g)      △H2

③H2S(g)+ 说明: 满分5 manfen5.comO2(g)=S(g)+H2O(g)             △H3

④2S(g) =S2(g)                            △H4

则△H4的正确表达式为( )

A.△H4=2/3(△H1+△H2-3△H3

B.△H4=2/3(3△H3-△H1-△H2

C.△H4=3/2(△H1+△H2-3△H3

D.△H4=3/2(△H1-△H2-3△H3

 

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