【題目】以鋅錳廢電池中的碳包(含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物質(zhì) )為原料回收MnO2的工藝流程如下:

I.將碳包中物質(zhì)烘干,用足量稀HNO3溶解金屬單質(zhì),過濾,得濾渣a;

II.將濾渣a在空氣中灼燒除去碳粉,得到粗MnO2;

III.向粗MnO2中加入酸性H2O2溶液,MnO2溶解生成Mn2+,有氣體生成;

IV. 向III所得溶液(pH約為6)中緩慢滴加0.50 molL-1 Na2CO3溶液,過濾,得濾渣b,其主要成分為MnCO3;

V. 濾渣b經(jīng)洗滌、干燥、灼燒,制得較純的MnO2。

(1)Ι中Ag與足量稀HNO3反應(yīng)生成NO的化學(xué)方程式為____________________。

(2)已知II的灼燒過程中同時(shí)發(fā)生反應(yīng):

MnO2(s)+C(s) = MnO(s) + CO (g) △H=+24.4 kJ mol -1

MnO2(s)+CO(g) = MnO(s)+CO2(g) △H=-148.1 kJ mol -1

寫出MnO2和C反應(yīng)生成MnO和CO2的熱化學(xué)方程式:________

(3)H2O2分子中含有的化學(xué)鍵類型為________、________

(4)III中MnO2溶解的離子方程式為________,溶解一定量的MnO2,H2O2的實(shí)際消耗量比理論值高,用化學(xué)方程式解釋原因:______________________________________。

(5)IV中,若改為“向0.50 molL-1 Na2CO3溶液中緩慢滴加III所得溶液”,濾渣b中會(huì)混有較多Mn(OH)2沉淀,解釋其原因:________________________________________。

(6)V中MnCO3在空氣中灼燒的化學(xué)方程式為________。

【答案】3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2H2O2MnO2(s)+C(s)= 2MnO(s)+CO2(g) △H =-123.7 kJmol-1極性鍵非極性鍵MnO2 +H2O2 +2H+ =Mn2+ +O2+2H2O2H2O2O2+2H2ONa2CO3溶液pH>7顯堿性,III所得溶液pH約為6 顯弱酸性,后者滴加到前者中,溶液中c(OH-)較大,Mn2+與OH-生成Mn (OH)2沉淀(或答CO32-的水解平衡正向移動(dòng)生成Mn (OH)2沉淀)2MnCO3 + O2 2MnO2 + 2CO2

【解析】

(1)稀硝酸具有強(qiáng)氧化性,與銀反應(yīng)生成一氧化氮、硝酸銀和水;

(2)依據(jù)蓋斯定律進(jìn)行解析;

(3同種非金屬元素間易形成非極性共價(jià)鍵,不同種非金屬元素之間易形成極性共價(jià)鍵;

(4)MnO2 與H2O2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng),同時(shí),在二氧化錳作催化劑的條件下,雙氧水發(fā)生分解;

(5)改為向0.50 molL-1 Na2CO3溶液中緩慢滴加含有錳離子的溶液,碳酸根離子水解平衡右移,生成Mn(OH)2沉淀;

(6)碳酸錳在空氣中灼燒,能夠被氧氣氧化生成二氧化錳和二氧化碳;

(1)Ⅰ中Ag 與足量稀HNO3反應(yīng)生成NO、AgNO3;化學(xué)方程式為:3Ag+4HNO3 =3AgNO3 +NO+2H2O;正確答案:3Ag+4HNO3 =3AgNO3 +NO+2H2O。

(2)①MnO2(s)+C(s) = MnO(s) + CO (g) △H=+24.4 kJ mol -1MnO2(s)+CO(g) = MnO(s)+CO2(g) △H=-148.1 kJ mol -1,根據(jù)蓋斯定律①+②得到2MnO2(s)+C(s)= 2MnO(s)+CO2(g) △H =-123.7 kJmol-1 ;正確答案2MnO2(s)+C(s)= 2MnO(s)+CO2(g) △H =-123.7 kJmol-1。

(3)H2O2為共價(jià)分子,含有氧氧非極性鍵和氫氧極性鍵;正確答案:極性鍵;非極性鍵。

(4)粗MnO2 中加入酸性H2O2溶液, MnO2溶解生成Mn2+ ,錳元素得電子,化合價(jià)降低,H2O2中氧元素失電子化合價(jià)升高,得到氧氣,化學(xué)方程式為MnO2 +H2O2 +2H+ =Mn2+ +O2+2H2O;由于常溫下存在過氧化氫分解,2H2O2O2+2H2O,所以加入H2O2的實(shí)際消耗量比理論值高;正確答案:MnO2 +H2O2 +2H+ =Mn2+ +O2+2H2O; 2H2O2O2+2H2O。

(5)碳酸根離子水解導(dǎo)致溶液呈堿性,向0.50 molL-1 Na2CO3溶液中緩慢滴加Ⅲ所得溶液(顯弱酸性),由于c(OH-)較大,Mn2+與OH-生成Mn(OH)2沉淀;正確答案:Na2CO3溶液pH>7顯堿性,III所得溶液pH約為6 顯弱酸性,后者滴加到前者中,溶液中c(OH-)較大,Mn2+與OH-生成Mn (OH)2沉淀(或答CO32-的水解平衡正向移動(dòng)生成Mn(OH)2沉淀)。

(6)MnCO3在空氣中灼燒得到MnO2,錳元素失電子化合價(jià)升高,氧元素得電子化合價(jià)降低,化學(xué)方程式為2MnCO3 +O2 2MnO2 + 2CO2;正確答案:2MnCO3 + O2 2MnO2 + 2CO2。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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1A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________________

2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),先打開分液漏斗旋塞和活塞K,點(diǎn)燃A處酒精燈,讓氯氣充滿整個(gè)裝置,再點(diǎn)燃E處酒精燈,回答下列問題:

①在裝置D中能看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是 ___________________ ;

②在裝置E的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有碳粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)物為CO2HCl,則E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________;

③裝置F中球形干燥管的作用是____________________________

3)儲(chǔ)氣瓶b內(nèi)盛放的試劑是______________________________;

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(2)②中的反應(yīng)條件是________;G生成J的反應(yīng)類型是________。

(3)①的化學(xué)方程式是________。

(4)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________。

(5)③的化學(xué)方程式是________。

(6)設(shè)計(jì)D→E和F→G兩步反應(yīng)的目的是________

(7)1,4-二苯基-1,3-丁二烯有多種同分異構(gòu)體,寫出符合下列條件的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_________。

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(1)寫出下列儀器的名稱:x_________;y_____________;z_____________。

(2)儀器y的進(jìn)水口為_____________(填“a”或“b”)。

(3)請(qǐng)分別指出圖中的一處錯(cuò)誤_____________________,_________________。

(4)在配置1.0mol/L鹽酸溶液時(shí),下列操作會(huì)導(dǎo)致所配溶液濃度偏大的是___________(填寫字母,下同);濃度不變的是_______。

A.用量筒量取濃鹽酸時(shí),俯視量筒刻度線

B.容量瓶未干燥即用來配置溶液

C.濃鹽酸在燒杯中稀釋時(shí),攪拌時(shí)間過長(zhǎng)

D.定容后,將容量瓶倒置搖勻,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,繼續(xù)加水至刻度線

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F.未進(jìn)行洗滌操作

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