【題目】用軟錳礦(MnO2)、黃鐵礦(FeS2)酸浸生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4),并進(jìn)一步電解制取二氧化錳(EMD)的工藝流程如下:

I. 將軟錳礦、黃鐵礦和硫酸按一定比例放入反應(yīng)釜中,攪拌,加熱保溫反應(yīng)一定時(shí)間。

II. 向反應(yīng)釜中加入MnO2、CaCO3試劑,再加入Na2S溶液除掉浸出液中的重金屬。

III. 過濾,向?yàn)V液中加入凈化劑進(jìn)一步凈化,再過濾,得到精制MnSO4溶液。

IV. 將精制MnSO4溶液送入電解槽,電解制得EMD。

請回答下列問題:

(1)步驟I中攪拌、加熱的目的是 。完成酸浸過程中反應(yīng)的離子方程式:

(2) 加入CaCO3將浸出液pH調(diào)至pH=5,從而除掉鐵,請解釋用CaCO3除鐵的原理: 。(結(jié)合離子方程式解釋)

(3)步驟IV中用如圖所示的電解裝置電解精制的MnSO4溶液,生成EMD的是

極(填“a”或“b”),生成EMD的電極反應(yīng)式是 。

(4)EMD可用作堿性鋅錳電池的材料。已知堿性鋅錳電池的反應(yīng)式為:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。

下列關(guān)于堿性鋅錳電池的說法正確的是 (填字母序號)。[來源

A.堿性鋅錳電池是二次電池

B.堿性鋅錳電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

C.正極反應(yīng)為:2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH

D.堿性鋅錳電池工作時(shí),電子由MnO2經(jīng)外電路流向Zn極

【答案】(1)加快反應(yīng)速率,充分接觸 (2分)

FeS2+4MnO2+8H+=4Mn2++Fe2++S+SO42-+4H2O(2分)

(2)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CaCO3后,由于CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,使得Fe3+的水解平衡向正反應(yīng)方向移動,F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而被除去。(寫出一個(gè)離子方程式給1分,兩個(gè)離子方程式2分,文字表述1分,共3分)

(3)b(2分)Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+(3分)

(4)BC(2分)(漏選給1分,有錯選不給分)

【解析】

試題分析:(1)將軟錳礦、黃鐵礦和硫酸按一定比例放入反應(yīng)釜中,攪拌,加熱,加熱溫度升高,反應(yīng)速率加快,攪拌可以使反應(yīng)物充分接觸;FeS2反應(yīng)生成Fe2+、S、SO42-,S元素的化合價(jià)升高8價(jià),MnO2中Mn元素的化合價(jià)降低2價(jià),則FeS2與MnO2的計(jì)量數(shù)之比為1:4,結(jié)合原子守恒得到方程式為:FeS2+4MnO2+8H+═4Mn2++Fe2++S+SO42-+4H2O;

(2)在溶液中存在水解平衡:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,加入CaCO3后,由于CaCO3(s) Ca2+(aq)+CO32-(aq),CO32-+2H+═CO2↑+H2O,溶液中氫離子濃度減小,使得Fe3+的水解平衡向正反應(yīng)方向移動,因此Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而被除去;

(3)錳離子在陽極失電子生成二氧化錳,b極與正極相連為陽極,所以二氧化錳在b極生成;其電極反應(yīng)式為:Mn2++2H2O-2e-═MnO2+4H+

(4)A.鋅錳干電池不能充電,完全放電后不能再使用,屬于一次電池,故A錯誤;B.原電池裝置是向外提供電能的裝置,其能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故B正確;C.正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為MnO2+e-+H2O═MnO(OH)+OH-,故C正確;D.電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極,而電流從正極沿著導(dǎo)線流向負(fù)極,則電子由Zn極經(jīng)外電路流向MnO2,故D錯誤;故答案為BC。

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B.CrO42-、Br-、Cl-

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D.Br-、CrO42-、Cl-

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(3)符合下列條件的C的同分異構(gòu)體有___________種;

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B.既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)又能發(fā)生水解反應(yīng)

其中核磁共振氫譜有5組峰,且峰面積之比為3︰2︰2︰2︰1的是 (寫出其中一種結(jié)構(gòu)簡式)

(4)已知:苯環(huán)上有烷烴基時(shí),新引入的取代基連在苯環(huán)的鄰對位;苯環(huán)上有羧基時(shí),新引入的取代基連在苯環(huán)的間位。根據(jù)提供的信息,寫出以甲苯為原料合成有機(jī)物的流程圖(無機(jī)試劑任選)。合成路線流程圖示例如下:X Y Z……目標(biāo)產(chǎn)物

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