【題目】廢舊鋅錳于電池內(nèi)部的黑色物質(zhì)A主要含有MnO2、MnOOH、NH4Cl、ZnCl2、炭粉,用A制備高純MnCO3的流程圈如下:
(1)鋅錳干電池的負(fù)極材料是__________(填化學(xué)式)。
(2)第I步操作得濾渣的成分是______;第II步在空氣中灼燒的目的除了將MnOOH轉(zhuǎn)化為MnO2外,另一作用是__________。
(3)步驟I中制得MnSO4溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。用草酸(H2C2O4)而不用雙氧水(H2O2)作還原劑的原因是_________。
(4)已知:MnCO3難溶于水和乙醇,潮濕時(shí)易被空氣氧化,100℃時(shí)開(kāi)始分解;Mn(OH)2開(kāi)始沉淀時(shí)pH為7.7。
第IV步多步操作可按以下步驟進(jìn)行:
操作l:加入NH4HCO3溶液調(diào)節(jié)溶液pH<7.7,充分反應(yīng)直到不再有氣泡產(chǎn)生;
操作2:過(guò)濾,用少量水洗滌沉淀2~3次;
操作3:檢測(cè)濾液;
操作4:用少量無(wú)水乙醇洗滌2~3次;
操作5:低溫烘干。
①操作1發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________;若溶液pH>7.7,會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品中混有____(填化學(xué)式)。
②操作3中,檢測(cè)MnCO3是否洗凈的方法是___________。
③操作4用少量無(wú)水乙醇洗滌的作用是_____________。
【答案】 Zn MnO2、 MnOOH碳粉 除去混合物中的碳粉 MnO2+H2C2O4+H2SO4=MnSO4+2CO2↑ +2H2O 雙氧水容易被MnO2催化分解(其他合理答案均可) Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O Mn(OH)2 取最后一次濾液,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生則已洗滌干凈 除去產(chǎn)品表面的水分,防止其在潮濕環(huán)境下被氧化,并有利于后續(xù)低溫烘干
【解析】廢舊堿性鋅錳干電池內(nèi)部的黑色物質(zhì)A主要含有MnO2、NH4Cl、MnOOH 、ZnCl2、炭粉,加水溶解、過(guò)濾、洗滌,濾液中含有NH4Cl、ZnCl2,濾渣為MnO2 、MnOOH和碳粉,加熱至恒重,碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳?xì)怏w,再向黑色固體中加稀硫酸和H2C2O4溶液,過(guò)濾,濾液為硫酸錳溶液,最后得到碳酸錳;
(1)堿性鋅錳干電池中失電子的為負(fù)極;
(2)MnO2、MnOOH和碳粉均不能溶于水,除去碳粉可以加熱;
(3)MnO2與稀H2SO4、H2C2O4反應(yīng)生成硫酸錳;雙氧水易分解;
(4)操作1為MnSO4溶液中加入碳酸氫鈉溶液,生成MnCO3沉淀;加入NaHCO3調(diào)節(jié)pH,PH過(guò)大,容易生成Mn(OH)2沉淀;操作3主要是檢驗(yàn)是否有SO42-離子;操作4:MnCO3難溶于水和乙醇,潮濕時(shí)易被空氣氧化,所以用無(wú)水乙醇洗滌。
(1)堿性鋅錳干電池中失電子的為負(fù)極,則鋅為負(fù)極,正確答案為:Zn;
(2)MnO2 、MnOOH和碳粉均不能溶于水,所以過(guò)濾得到的濾渣為MnO2、MnOOH、碳粉,在空氣中灼燒的目的除了將MnOOH轉(zhuǎn)化為MnO2外,另一作用是加熱碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳?xì)怏w,所以第Ⅱ步操作的另一作用:除去碳粉;正確答案為:MnO2、MnOOH、碳粉;除去碳粉;
(3)MnO2與稀H2SO4、H2C2O4反應(yīng)生成硫酸錳,其反應(yīng)的方程式為:MnO2+H2C2O4+H2SO4=MnSO4+2CO2↑ +2H2O;過(guò)氧化氫易分解,尤其是在MnO2催化作用下更易分解,所以不宜用過(guò)氧化氫為還原劑;正確答案為:MnO2+H2C2O4+H2SO4=MnSO4+2CO2↑ +2H2O;雙氧水容易被MnO2催化分解;
(4)①操作1:MnSO4溶液中加入碳酸氫鈉溶液,調(diào)節(jié)pH小于7.7,生成MnCO3沉淀;反應(yīng)的離子方程式:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O,如果PH大于7.7,溶液中Mn2+容易生成Mn(OH)2沉淀,使產(chǎn)品不純;正確答案為: Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O;Mn(OH)2;
②MnSO4溶液中加入碳酸氫鈉溶液,生成MnCO3沉淀和硫酸鈉,過(guò)濾,洗滌,沉淀是否洗滌干凈主要檢測(cè)洗滌液中是否含有硫酸根離子,所以其方法是:取最后一次洗滌液,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生則已洗滌干凈,正確答案:取最后一次洗滌液,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生則已洗滌干凈;
③操作4:MnCO3難溶于水和乙醇,潮濕時(shí)易被空氣氧化,則洗滌沉淀時(shí)不能用水,所以用無(wú)水乙醇洗滌,乙醇易揮發(fā),除去產(chǎn)品表面的水分,同時(shí)防止MnCO3在潮濕環(huán)境下被氧化,也有利于后續(xù)低溫烘干,正確答案:除去產(chǎn)品表面的水分,防止其在潮濕環(huán)境下被氧化,并有利于后續(xù)低溫烘干。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),相同體積和pH的NaX、NaY、NaZ三種鹽溶液,分別加水稀釋?zhuān)芤簆H的變化與所加水的體積關(guān)系如圖所示.下列說(shuō)法正確是( )
A.在上述三種鹽原溶液中,水的電離程度大小是NaX>NaY>NaZ
B.在等物質(zhì)的量濃度的NaX、NaY、NaZ混合液中,離子濃度的大小關(guān)系是c(Z﹣)>c(Y﹣)>c(X﹣)
C.在上述NaX和NaY的混合液中存在 =
D.在0.2molL﹣1 NaX溶液中加 入等體積0.1molL﹣1的鹽酸,所得混合液中存在c(H+)+c(HX)=c(OH﹣)+c(Cl﹣)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)有化學(xué)反應(yīng)A(g)+B(g)=AB(g)H(反應(yīng)過(guò)程如曲線(xiàn)1所示),當(dāng)反應(yīng)體系中加入物質(zhì)K后反應(yīng)分兩步進(jìn)行(反應(yīng)過(guò)程如曲線(xiàn)2所示):
①A(g)+K(g)=AK(g)H1 ②AK(g)+B(g)=AB(g)+K(g)H2,根據(jù)圖像分析,下列說(shuō)法正確的是
A. 反應(yīng)過(guò)程中AK(g)是催化劑 B. 加入催化劑會(huì)降低反應(yīng)的H
C. H>0 D. lmolA(g)和1molB(g)的總能量高于1molAB(g)的能量
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】人們習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)叫做氯堿工業(yè). 如圖表示電解飽和NaCl溶液的裝置,X、Y是石墨棒.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),在兩邊同時(shí)各滴入幾滴酚酞溶液,請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
①X極上的電極反應(yīng)式是 , 在X極附近觀(guān)察到的現(xiàn)象是;
②Y電極上的電極反應(yīng)式是 , 檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 .
③電解NaCl溶液的離子方程式是 .
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】三元電池成為2018年我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的新能源,其電極材料可表示為,且x+y+z=1.充電時(shí)電池總反應(yīng)為L(zhǎng)iNixCoyMnzO2+6C(石墨)=Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6,其電池工作原理如圖所示,兩極之間有一個(gè)允許特定的離子X(jué)通過(guò)的隔膜。下列說(shuō)法正確的是
A. 允許離子X(jué)通過(guò)的隔膜屬于陰離子交換膜
B. 充電時(shí),A 為陰極,Li+被氧化
C. 可從無(wú)法充電的廢舊電池的石墨電極中回收金屬鋰
D. 放電時(shí),正極反應(yīng)式為 Li1-aNixCoyMnzO2+aLi ++ae-= LiNixCoyMnzO2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列熱化學(xué)方程式正確的是( 。
A.甲烷的燃燒熱ΔH=-890.3 kJ·mol-1 , 則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.500 ℃、30 MPa下,將0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3 kJ,其熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C.HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=-57.3 kJ·mol-1 , 則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH=2x(-57.3)kJ·mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=a,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=b,則a<b
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)中,摩爾質(zhì)量最大的是
A.1mol CaCO3B.0.8mol/L H2SO4
C.54 g AlD.10 mL H2O
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】工業(yè)上用含錳廢料(主要成分MnO2,含有少量Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO等)與煙氣脫硫進(jìn)行聯(lián)合處理并制備MnSO4的流程如下:
已知:25℃時(shí),部分氫氧化物的溶度積常數(shù)(Ksp)如下表所示。
氫氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 |
Ksp | 1.3×10-33 | 4.0×10-38 | 2.2×10-20 | 1.9×10-14 |
請(qǐng)回答:
(1)沉淀1的化學(xué)式為__________________。
(2)室溫下,調(diào)節(jié)pH為5.試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此時(shí)Al3+、Fe3+已沉淀完全,理由是_________。(NH4)2S的電子式為________________;“凈化”時(shí),加入(NH4)2S的作用為___________________。
(3)“酸化、還原”中,發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的離子方程式為__________________。
(4)已知:濾液3中除MnSO4外,還含有少量(NH4)2SO4。(NH4)2SO4、MnSO4的溶解度曲線(xiàn)如下圖所示。
據(jù)此判斷,操作“I”應(yīng)為蒸發(fā)濃縮、____________、洗滌、干燥。
(5)工業(yè)上可用電解酸性MnSO4溶液的方法制備MnO2,其陽(yáng)極反應(yīng)式為________________。
(6)25.35 g MnSO4·H2O樣品受熱分解過(guò)程的熱重曲線(xiàn)(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線(xiàn))如下圖所示。
①300℃時(shí),所得固體的化學(xué)式為______________________。
②1150℃時(shí),反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一定條件下的某可逆反應(yīng),其正反應(yīng)速率υ(正)和逆反應(yīng)速率υ(逆)隨時(shí)間的變化如圖所示,下列判斷正確的是( )
A.t1時(shí)刻,υ(正)< υ(逆)
B.t2時(shí)刻,υ(正)> υ(逆)
C.t3時(shí)刻,υ(正)= υ(逆)
D.t4時(shí)刻,υ(正)= υ(逆)
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