【題目】MnO2和鋅是制造干電池的主要原料.電解法生產(chǎn)MnO2傳統(tǒng)的工藝主要流程為:軟錳礦加煤還原焙燒;用硫酸浸出焙燒料;浸出液(主要含Mn2+)經(jīng)凈化后再進行電解,MnO2在電解池的陽極析出.90年代后期發(fā)明了生產(chǎn)MnO2和鋅的新工藝,主要是采用軟錳礦(主要成分為MnO2 , 含少量Al2O3和SiO2雜質(zhì))和閃鋅礦(主要成分為ZnS,含少量FeS、CuS、CdS雜質(zhì))為主要原料,經(jīng)過除雜后,得到含Zn2+、Mn2+離子的溶液,再通過電解同時獲得MnO2和鋅.簡化流程框圖如圖(中間產(chǎn)物的固體部分已經(jīng)略去):
已知各種金屬離子完全沉淀的pH如表:
Zn2+ | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | |
pH | 8.0 | 10.1 | 9.0 | 3.2 | 4.7 |
回答下列問題:
(1)步驟①中,軟錳礦、閃鋅礦粉與硫酸溶液共熱時析出硫的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),例如:MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O,請寫出MnO2在酸性溶液中分別和CuS和FeS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:、 .
(2)步驟②加入金屬鋅是為了回收金屬,回收金屬的主要成份為(用化學(xué)符號表示)
(3)步驟③物質(zhì)C由多種物質(zhì)組成,其中含有兩種固體,其中一種為MnO2 , 其作用是 , 另外一種固體物質(zhì)可為 .
(4)步驟④中電解過程中MnO2在極析出,該電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為產(chǎn)品D的化學(xué)式為 , 該物質(zhì)對整個生產(chǎn)的意義是 .
【答案】
(1)MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+CuSO4+S↓+2H2O;MnO2+2FeS+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O
(2)Cu、Cd
(3)將Fe2+氧化為Fe3+;Zn(OH)2
(4)陽;Mn2+﹣2e﹣+2H2O=MnO2+4H+;H2SO4;溶解軟錳礦、閃鋅礦,可以循環(huán)利用
【解析】解:(1)MnO2在酸性溶液中分別和CuS和FeS發(fā)生氧化還原反應(yīng),Mn元素的化合價降低,S元素的化合價升高,且Fe元素化合價升高,由電子、原子守恒可知,反應(yīng)分別為MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+CuSO4+S↓+2H2O、MnO2+2FeS+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O,所以答案是:MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+CuSO4+S↓+2H2O;MnO2+2FeS+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O;(2)步驟②加入金屬鋅發(fā)生如下反應(yīng):Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu,Zn+CdSO4═ZnSO4+Cd,Zn+2Fe3+═Zn2++2Fe2+ , 過濾得濾液B,其中的成分有MnSO4、Al2(SO4)3、ZnSO4、FeSO4 , 濾渣乙中有Cu、Cd,加以回收,所以答案是:Cu、Cd;(3)由轉(zhuǎn)化可知,鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀,其中一種為MnO2 , 其作用是將Fe2+氧化為Fe3+;另外一種固體物質(zhì)可為Zn(OH)2(Mn(OH)2、ZnCO3、MnCO3等)促進鐵離子水解轉(zhuǎn)化為沉淀,所以答案是:將Fe2+氧化為Fe3+;Zn(OH)2;(4)因Mn元素失去電子,可知步驟④中電解過程中MnO2在陽極析出,該電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為Mn2+﹣2e﹣+2H2O=MnO2+4H+ , 硫酸根離子不變,且生成氫離子,可知產(chǎn)品D的化學(xué)式為H2SO4 , 該物質(zhì)對整個生產(chǎn)的意義是用于溶解軟錳礦和閃鋅礦,循環(huán)使用,所以答案是:陽;Mn2+﹣2e﹣+2H2O=MnO2+4H+;H2SO4;用于溶解軟錳礦和閃鋅礦,循環(huán)使用.
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3)同時生成二氧化碳,其三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH (g)△H=﹣90.8kJmol﹣1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=﹣23.5kJmol﹣1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.3kJmol﹣1
(1)總合成反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 .
(2)一定條件下的密閉容器中,上述總反應(yīng)達到平衡時,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是(填字母代號).
A.高溫高壓
B.加入催化劑
C.減少CO2的濃度
D.增加CO的濃度
E.分離出二甲醚
(3)已知反應(yīng)②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)在某溫度下的平衡常數(shù)K=400.此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如表格:
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
c/molL﹣1 | 0.44 | 0.60 | 0.60 |
此時,v(正)v(逆) 填“>”、“<”或“=”);達到平衡后,CH3OCH3的物質(zhì)的量濃度是 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)所學(xué)知識,完成題目:
(1)硫酸是一種重要的含氧酸.實驗室用濃硫酸與乙二酸(H2C2O4)晶體共熱,可獲得CO 與CO2的混合氣體,再將混合氣進一步通過(填一種試劑的名稱)即可得純凈干燥的CO.在此反應(yīng)中,硫酸體現(xiàn)了性質(zhì).
(2)凈水丸能對飲用水進行快速的殺菌消毒,藥丸通常分內(nèi)外兩層.外層的優(yōu)氯凈 Cl2Na(NCO)3先與水反應(yīng),生成次氯酸起殺菌消毒作用;幾分鐘后,內(nèi)層的亞硫酸鈉(Na2SO3)溶出,可將水中的余氯(次氯酸等)除去.①優(yōu)氯凈中氯元素的化合價為 .
②亞硫酸鈉將水中多余次氯酸除去的離子反應(yīng)方程式為 .
③亞硫酸鈉溶液在空氣中易變質(zhì),請寫出檢驗亞硫酸鈉溶液是否變質(zhì)的方法 .
(3)某無機鹽M是一種優(yōu)良的氧化劑,為確定其化學(xué)式,某小組設(shè)計并完成了如下實驗:
已知:
①無機鹽M僅由鉀離子和一種含氧酸根組成,其分子中的原子個數(shù)比為2:1:4;
②上圖中,將1.98g該無機鹽溶于水,滴加適量稀硫酸后,再加入1.12g還原鐵粉,恰好完全反應(yīng)得混合溶液N.
③該小組同學(xué)將溶液N分為二等份,分別按路線Ⅰ、路線Ⅱ進行實驗.
④在路線Ⅱ中,首先向溶液N中滴加適量KOH至元素X剛好沉淀完全,過濾后將沉淀在
空氣中充分灼燒得純凈的Fe2O3粉末1.20g;再將濾液在一定條件下蒸干,只得到3.48g純凈的不含結(jié)晶水的正鹽W.
請按要求回答下列問題:
①由路線Ⅰ的現(xiàn)象可知,溶液N中含有的陽離子是 .
②由實驗流程圖可推得,含氧酸鹽W的化學(xué)式是;由路線Ⅱ可知,1.98g無機鹽M中所含鉀元素的質(zhì)量為 .
③無機鹽M與1.12g還原鐵粉恰好完全反應(yīng)生成溶液N的化學(xué)反應(yīng)方程為 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】科學(xué)家最近研制出可望成為高效火箭推進劑的N(NO2)3(如圖所示)。已知該分子中N—N—N鍵角都是108.1°,下列有關(guān)N(NO2)3的說法正確的是、
A. 分子中N、O間形成的共價鍵是非極性鍵
B. 分子中四個氮原子共平面
C. 該物質(zhì)既有氧化性又有還原性
D. 15.2 g該物質(zhì)含有6.02×1022個原子
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】物質(zhì)A~E都是由NH4+、H+、Na+、OH﹣、CH3COO﹣、Cl﹣中離子兩兩組成(離子可重復(fù),如NaCl、HCl).常溫下將各物質(zhì)的溶液從1mL稀釋到1000mL,pH的變化如甲圖所示.請回答:
(1)已知常溫下CH3COOH和NH3H2O 的電離常數(shù)相等都等于2×10﹣5 molL﹣1 , E可能為(填化學(xué)式).
(2)根據(jù)甲圖顯示的pH的變化關(guān)系,寫出物質(zhì)的化學(xué)式:C .
(3)25℃時,將amol B溶于水,向其中逐滴滴加D溶液至二者恰好完全反應(yīng),溶液顯性,在滴加D溶液的過程中的水的電離平衡將(填”正向”“不”或“逆向”)移動;若向該溶液中又滴加b升 D溶液后溶液呈中性,所滴加D溶液的濃度為molL﹣1 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W,其中X、Z、W與氫元素可組成XH3、H2Z和HW共價化合物;Y與氧元素可組成Y2O和Y2O2兩種離子化合物。
(1)寫出Y2O和Y2O2的電子式:_______________________、________________________,其中后者含有的化學(xué)鍵是______________(填“離子鍵”、“極性鍵”或“非極性鍵”);
(2)XH3、H2Z和HW三種化合物,沸點最高的是____________(填化學(xué)式);
(3)X、Z、W三種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物中,酸性最強的是_________(填化學(xué)式);
(4)用電子式表示Y2O的形成過程______________________________________________。
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