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市售一次电池品种很多,碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重...

市售一次电池品种很多,碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理,可以获得MnO2及其他副产品,其工艺流程如下:

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已知:“锰粉”的主要成分有MnO2、Zn(OH)2、MnOOH、碳粉,还含有少量铁盐和亚铁盐。常温下,生成氢氧化物沉淀的pH如下表:

物质

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Zn(OH)2

Mn(OH)2 / Mn(OH)3

开始沉淀pH

2.7

7.6

5.7

8.3

完全沉淀pH(c≤1.0×10-5mol/L)

3.7

9.6

8.0

8.8

(1)加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是___________________________________;计算常温下Zn(OH)2的溶度积常数Ksp[Zn(OH)2]=____________________。

(2)滤液1中加入H2O2的作用是________________________________________

3)写出滤液2中的Mn2+变成MnO2的离子方程式_______________________________。

4)写出滤渣B与稀硫酸在pH=5时反应的化学方程式_____________________________。

5)工艺中还可以将滤液4进行_____________、_____________、_____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。

6)MnO2常用来制取KMnO4。在一定条件下将MnO2氧化为K2MnO4,然后用铁作阴极、铂作阳极电解K2MnO4溶液得到KMnO4。电解K2MnO4溶液阳极电极反应式为____________________。

 

(1)使Fe3+ 、Zn2+ 完全沉淀而除去 1.0×10-17(2)Fe2+全部氧化为Fe3+ (3) Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O (4) Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O (5) 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (6) 2MnO42--2e-=2MnO4- 【解析】 试题分析:锰粉与盐酸反应后溶液中的金属离子有:Fe3+ 、Zn2+、 Mn2+ 、Fe2+,加入H2O2会将Fe2+氧化为 Fe3+,用NaOH溶液调节pH=8.0,根据金属离子沉淀的pH,可知Fe3+ 、Zn2+完全沉淀,Mn2+没有沉淀,所以滤液2中主要的金属离子是Mn2+,滤渣B是Zn(OH)2, Fe(OH)3,加入硫酸,调节pH为5,Zn(OH)2会溶解,Fe(OH)3没有溶解,故滤液4是ZnSO4溶液,滤渣C是Fe(OH)3。 (1)加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是使Fe3+ 、Zn2+ 完全沉淀而除去;Zn2+完全沉淀时pH为8.0,则c(OH-)=10-6mol/L,c(Zn2+)=1.0×10-5mol/L,故Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)×c2(OH-)=1.0×10-5×10-12=1.0×10-17。 (2)滤液1中含有亚铁离子,需要转化为铁离子沉淀除去,则加入H2O2的作用是Fe2+全部氧化为Fe3+。 (3)滤液2中Mn的化合价升高,那么H2O2作氧化剂,Mn2+做还原剂,发生氧化还原反应,则Mn2+变成MnO2的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O。 (4)根据分析滤渣B与稀硫酸在pH=5时Zn(OH)2会溶解,Fe(OH)3没有溶解,反应的化学方程式为:Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O。 (5)从溶液中得到晶体要经过:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。 (6)电解K2MnO4溶液得到KMnO4。MnO42-在阳极放电生成MnO4—,阴极是H+放电生成H2,因此电解K2MnO4溶液阳极电极反应式为2MnO42--2e-=2MnO4-。 考点:考查物质制备工艺流程图分析  
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考点分析:
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铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与稀硫酸反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的价态和氧化物的化学式进行探究。

[提出假设]

假设1:铁矿石中只含+3价铁;

假设2:铁矿石中只含+2价铁;

假设3:_____________________________________________。

[查阅资料]2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O

[定性探究]

实验(一)

取铁矿石样品粉碎,盛装于烧杯中,加入适量的X溶液,微热,充分溶解后将滤液分成四份:

向第一份溶液中滴加少量KSCN溶液;

向第二份溶液中滴加适量高锰酸钾溶液;

向第三份溶液中滴加少量KSCN溶液,再滴加适量过氧化氢溶液;

向第四份溶液中滴加适量氢氧化钠溶液。

(1)上述X溶液是________(填“稀硝酸”“稀硫酸”或“浓盐酸”);上述方案中,一定能证明铁矿石中含+2价铁的方案是________(填序号)。

[定量探究]

实验(二)  铁矿石中含氧量的测定:

按图组装仪器,检查装置的气密性;

5.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中,其他装置中的药品如图所示(夹持装置已略去);

③A中开始反应,不断地缓缓向后续装置中通入氢气,待D装置出口处氢气验纯后,点燃C处酒精灯;

充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气直至完全冷却。

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(2)按上述方案进行多次实验,假设各项操作都正确,但最终测得结果都偏高,请你提出改进方案的建议:____________________________________________________。

如果拆去B装置,测得结果可能会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

(3)改进方案后,测得反应后D装置增重1.35 g,则铁矿石中氧的百分含量为________。若将H2换成CO,则还需补充________装置。

实验(三)  铁矿石中含铁量的测定:

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(4)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、______________。

(5)步骤中煮沸的作用是_________________________________________。

(6)若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L-1的KI溶液20.00 mL,则铁矿石中铁的百分含量为________。

 

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燃煤能排放大量的COCO2SO2,PM2.5可入肺颗粒物污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。

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(1)如图所示利用电化学原理将SO2化为重要化工原料CASO2B为O2则负极的电极反应式为:___________;

(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2满分5 manfen5.comCH3OH+H2O

已知:CO2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)+H2O(g)H=-a kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-b kJ·mol-1

H2O(g)=H2O(l)H=-c kJ·mol-1

CH3OH(g)=CH3OH(l)H=-d kJ·mol-1

则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:____________________________;

(3)将不同量的CO(g)H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组om]

温度

起始量/mol[

平衡量/mol

达到平衡所需

时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

实验2条件下平衡常数K________,该反应的ΔH________0 (填“”或“”)

实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则b/a 的值______(填具体值或取值范围)。

实验4,若900在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol,则此时V    V(填“” ,“” ,“”)。

判断该反应达到平衡的依据是________。

A.CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等    B.容器内气体压强保持不变

C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等       D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

 

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下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是(   )

A.NaH2PO4溶液PH<7,则在溶液中c(Na+)>c(H2PO4)>c(H3PO4)>c(HPO42-)

B.0.1mol·L-1(NH4)2SO4溶液与0.1mol·L-1NH3·H2O溶液等体积混合

c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH)

C.0.1mol·L-1CH3COONa溶液与0.1mol·L-1CH3COOH溶液等体积混合(pH<7)

c(CH3COOH) >c(Na+)>c(CH3COO)>c(H+)

D.0.2mol·L-1NaHCO3溶液与0.1mol·L-1Na2CO3溶液等体积混合

2c(Na)=3c(CO32-)+3c(HCO3)+3c(H2CO3)

 

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下列说法正确的是(    )

A.c(OH)/c(H+) = 1012的溶液中  NH4+、Al3+、NO3、Cl可以共存

B.氧化镁可以用作耐火材料

C.淀粉和纤维素都可用(C6H10O5n表示,二者互为同分异构体

D. 浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体

 

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天然维生素P(结构如图)存在于槐树花蕾中,它是一种营养增补剂。关于维生素P的叙述正确的是(     )

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A.分子中的官能团有羟基、碳碳双键、醚键、酯基

B.若R为乙基则该物质的分子式可以表示为C16H14O7

C.lmol该化合物与NaOH溶液作用消耗NaOH的物质的量以及与氢气加成所需的氢气的物质的量分别是4 mol、8 mol

D.lmol该化合物最多可与7mol Br2完全反应

 

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