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我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资源...

我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资源进行回收利用:

已知:①Ksp(MnS)=2.5×10-13Ksp(ZnS)=1.6×10-24

Mn(OH)2开始沉淀时pH为8.3,完全沉淀的pH为9.8

⑴碱性锌锰干电池是以锌粉为负极,二氧化锰为正极,氢氧化钾溶液为电解质。电池总反应为2MnO2+ Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2,请写出电池的正极反应式_____________

⑵为了提高碳包的浸出效率,可以采取的措施有________________________;(写一条即可)

⑶向滤液1中加入MnS的目的是__________________________________________

⑷已知MnSO4的溶解度曲线如图所示,从滤液2中析出MnSO4·H2O晶体的操作是蒸发结晶、____________________、洗涤、低温干燥;

⑸为了选择试剂X,在相同条件下,分别用3 g碳包进行制备MnSO4的实验,得到数据如表1,请写出最佳试剂X与碳包中的主要成分发生反应的化学方程式_____________

⑹工业上经常采用向滤液2中加入NaHCO3溶液来制备MnCO3,不选择Na2CO3溶液的原因是___________________________________

⑺该科研小组利用EDTA(乙二胺四乙酸二钠,阴离子简写为Y2-)进行络合滴定测定Mn2+在电池中的百分含量,化学方程式可以表示为Mn2++Y2-=MnY。实验过程如下:

准确称量一节电池的质量平均为24.00g,完全反应后,得到200.00mL滤液2,量取10.00mL滤液2稀释至100.00mL,取20.00mL溶液用0.0500mol•L-1EDTA标准溶液滴定,平均消耗标准溶液22.00mL,则该方案测得Mn元素的百分含量为________。(保留3位有效数字)

 

MnO2+H2O +e-= MnOOH+OH- 适当的升温(或搅拌) 将溶液中的Zn2+转化为ZnS沉淀而除去 趁热过滤 H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑ 或 H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑ Na2CO3溶液的碱性强,容易产生Mn(OH)2的沉淀 25.2% 【解析】⑴锌粉为负极,发生氧化反应,氢氧化钾溶液为电解质时发生的电极反应式为Zn+4OH--2e-= ZnO22-+2H2O,用电池总反应2MnO2+ Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2减去负极电极反应,即得电池的正极反应式为MnO2+H2O +e-= MnOOH+OH-; ⑵通过适当的升温、固体粉碎或搅拌等措施可提高碳包的浸出效率; ⑶滤液1含有Zn2+,遇加入的MnS可以生成ZnS沉淀,再通过过滤即可除去; ⑷有MnSO4的溶解度曲线可知MnSO4·H2O在温度超过40℃后溶解度随温度的升高而降低,则将滤液2溶液蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、并低温干燥防分解即可得到MnSO4·H2O晶体; ⑸由表1可知选用30%的过氧化氢获得的MnSO4质量最高,则30%的过氧化氢为最佳试剂,与MnO2在酸性条件下发生反应的化学方程式为H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或 H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑; ⑹相同浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,因CO32-的水解能力强于HCO3-,Na2CO3溶液的碱性强,更容易产生Mn(OH)2的沉淀; ⑺消耗EDTA的物质的量为0.0500mol•L-1×0.022L=0.0011mol,则样品中Mn2+的物质的量为0.0011mol×=0.11mol,Mn元素的百分含量为×100%=25.2%。  
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某中学化学实验室要求学生在实验室条件下,用标准卷尺、中学化学实验室常用的托盘天平和如下图所示的仪器,再用稀硫酸和宽度、厚度均匀的纯镁带(镁带每米质量为2.5g左右)测定气体摩尔体积。

假如实验是在标准状况下进行,试回答下列问题:

1)镁带和稀硫酸应分别置于__________________仪器中(填仪器编号);G管可以用化学实验室里的一种常用仪器来改装,你认为这种仪器的名称是__________________

2)仪器丙由左、右两根部分组成,它们用橡皮管连通,并装入适量水,上下移动两管可以调节液面高低。甲乙两试管各有两根导管,用橡胶管连接对应接口后,倒置盛稀硫酸的试管,发生反应,放出气体,接口的连接方式如下:A接连_________B接连_________C接连_________ (填写各接口的编号)。

3)实验中要取用一定质量的镁条样品投入图示试管中,你认为能否用中学化学实验室常用的托盘天平_________,理由是____________

4)你认为可用什么方法取镁带样品_________。如果取镁带长l m,质量为 m g,截取镁带长x cm,产生气体体积为V mL,则测得标况下气体摩尔体积应表示为:Vm)= _________Lmol-1

 

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CO2CH4是两种重要的温室气体,通过CH4CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。

1250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L密闭容器中通入6 mol CO26 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:

物质

CH4

CO2

CO

H2

体积分数

0.1

0.1

0.4

0.4

 

①此温度下该反应的平衡常数K=___________

②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol1

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=2.8 kJ·mol1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol1

反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H______________

③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1t2℃时,温度升高而CO的生成速率降低的原因是___________________________________

(∆代表CO的生成速率,■代表催化剂的催化效率)

④为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是_____________________

⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO26.0 mol CH44.0 molCO8.0 molH2,则上述平衡向__________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

2)以CO2为原料可以合成多种物质。

①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成,写出其结构简式:_____________

②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,该电极反应方程式为______

 

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25℃时,将浓度均为0.1mol/L,体积分别为VaVbHA溶液与BOH溶液按不同体积比混合,保持Va+Vb=100mLVaVb与混合液pH的关系如图所示,下列说法正确的是(   

A.Ka(HA)=1×10-6mol/L

B.bc(B+)=c(A-)=c(OH-)=c(H+)

C.c点时,随温度升高而减小

D.a→c过程中水的电离程度始终增大

 

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电解原理在化学工业中有广泛应用。图甲表示一个电解池,装有电解液aXY是两块电极板,通过导线与直流电源相连。下列说法不正确的是:

A.若此装置用于电镀铜,则Y为铜电极,电解液a可以是硫酸铜或氯化铜溶液。

B.按图甲装置用惰性电极电解AgNO3溶液,若图乙横坐标x表示流入电极的电子的物质的量,则E表示反应生成硝酸的物质的量,F表示电解生成气体的物质的量。

C.XY为铂电极,a溶液为250mL CuSO4KNO3的混合液,经过一段时间后,两极均得到标准状况下5.6L气体,则原混合液中CuSO4的物质的量浓度为1mol·L-1

D.按图甲装置用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,加入0.1mol的氧化铜刚好恢复到通电前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子为0.4mol

 

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ABCD四种短周期元素,其原子半径及最高正化合价如下表所示,CD两原子的电子层数相同,下列说法正确的是:

 

A

B

C

D

原子半径(nm

0.053

0.077

0.102

0.186

最高正化合价

+1

+4

+6

+1

 

 

A.BC2分子呈折线型 B.BC形成氢化物的稳定性B<C

C.D2C的水溶液显酸性 D.这四种元素的单质分别在氧气中燃烧,对应的产物只有一种

 

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