【題目】我國(guó)是干電池的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了以下流程對(duì)堿性鋅錳干電池的廢舊資源進(jìn)行回收利用:
已知:①Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(ZnS)=1.6×10-24
②Mn(OH)2開(kāi)始沉淀時(shí)pH為8.3,完全沉淀的pH為9.8
⑴堿性鋅錳干電池是以鋅粉為負(fù)極,二氧化錳為正極,氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)。電池總反應(yīng)為2MnO2+ Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2,請(qǐng)寫出電池的正極反應(yīng)式_____________;
⑵為了提高碳包的浸出效率,可以采取的措施有________________________;(寫一條即可)
⑶向?yàn)V液1中加入MnS的目的是__________________________________________;
⑷已知MnSO4的溶解度曲線如圖所示,從濾液2中析出MnSO4·H2O晶體的操作是蒸發(fā)結(jié)晶、____________________、洗滌、低溫干燥;
⑸為了選擇試劑X,在相同條件下,分別用3 g碳包進(jìn)行制備MnSO4的實(shí)驗(yàn),得到數(shù)據(jù)如表1,請(qǐng)寫出最佳試劑X與碳包中的主要成分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。
⑹工業(yè)上經(jīng)常采用向?yàn)V液2中加入NaHCO3溶液來(lái)制備MnCO3,不選擇Na2CO3溶液的原因是___________________________________;
⑺該科研小組利用EDTA(乙二胺四乙酸二鈉,陰離子簡(jiǎn)寫為Y2-)進(jìn)行絡(luò)合滴定測(cè)定Mn2+在電池中的百分含量,化學(xué)方程式可以表示為Mn2++Y2-=MnY。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
準(zhǔn)確稱量一節(jié)電池的質(zhì)量平均為24.00g,完全反應(yīng)后,得到200.00mL濾液2,量取10.00mL濾液2稀釋至100.00mL,取20.00mL溶液用0.0500molL-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液22.00mL,則該方案測(cè)得Mn元素的百分含量為________。(保留3位有效數(shù)字)
【答案】 MnO2+H2O +e-= MnOOH+OH- 適當(dāng)?shù)纳郎?或攪拌) 將溶液中的Zn2+轉(zhuǎn)化為ZnS沉淀而除去 趁熱過(guò)濾 H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑ 或
H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑ Na2CO3溶液的堿性強(qiáng),容易產(chǎn)生Mn(OH)2的沉淀 25.2%
【解析】⑴鋅粉為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)時(shí)發(fā)生的電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-= ZnO22-+2H2O,用電池總反應(yīng)2MnO2+ Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2減去負(fù)極電極反應(yīng),即得電池的正極反應(yīng)式為MnO2+H2O +e-= MnOOH+OH-;
⑵通過(guò)適當(dāng)?shù)纳郎、固體粉碎或攪拌等措施可提高碳包的浸出效率;
⑶濾液1含有Zn2+,遇加入的MnS可以生成ZnS沉淀,再通過(guò)過(guò)濾即可除去;
⑷有MnSO4的溶解度曲線可知MnSO4·H2O在溫度超過(guò)40℃后溶解度隨溫度的升高而降低,則將濾液2溶液蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾、洗滌、并低溫干燥防分解即可得到MnSO4·H2O晶體;
⑸由表1可知選用30%的過(guò)氧化氫獲得的MnSO4質(zhì)量最高,則30%的過(guò)氧化氫為最佳試劑,與MnO2在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或
H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑;
⑹相同濃度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,因CO32-的水解能力強(qiáng)于HCO3-,Na2CO3溶液的堿性強(qiáng),更容易產(chǎn)生Mn(OH)2的沉淀;
⑺消耗EDTA的物質(zhì)的量為0.0500molL-1×0.022L=0.0011mol,則樣品中Mn2+的物質(zhì)的量為0.0011mol×=0.11mol,Mn元素的百分含量為×100%=25.2%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在120℃、101kPa下,a mL由氫氣、乙烯組成的混合氣體在b mL氧氣中充分燃燒后,恢復(fù)到原溫度和壓強(qiáng)。已知b > 3a,且燃燒后氣體體積縮小了b/16mL,則乙烯的體積為( )
A.b/16mL B.b/8mL C.(a- b/8) mL D.(a+ b/8) mL
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】次磷酸(H3PO2)與足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的鹽只有NaH2PO2一種。等濃度的次磷酸(H3PO2)溶液與鹽酸,前者導(dǎo)電能力弱。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.H3PO2中,P元素的化合價(jià)為+1價(jià)
B.H3PO2為一元弱酸,NaH2PO2溶液呈堿性。
C.次磷酸在水中的電離方程式為H3PO2+H2OH2PO2—+ H3O+
D.NaH2PO2屬于酸式鹽
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),取濃度均為0.1mol·L-1的醋酸溶液和氨水溶液各20 mL,分別用0.1 mol·L-1NaOH溶液、0.1 mol·L-1鹽酸進(jìn)行中和滴定,滴定過(guò)程中pH隨滴加溶液的體積變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A. 曲線Ⅰ:滴加溶液到10 mL時(shí):c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B. 曲線Ⅰ:滴加溶液到20 mL時(shí):c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C. 曲線Ⅱ:滴加溶液到10 mL時(shí):c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2[c(H+)-c(OH-)]
D. 曲線Ⅱ:滴加溶液在10 mL~20 mL之間存在:c(NH4+)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列變化中發(fā)生取代反應(yīng)的是( )
A.苯與溴水混合,水層褪色
B.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
C.甲苯制三硝基甲苯
D.苯和氯氣在一定條件下生成六氯環(huán)己烷
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某溶液中存在大量的OH-、K+、CO32-,該溶液中還可能大量存在的是( )
A. NH4+ B. Ca2+ C. HCO3— D. SO42-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一氧化碳是一種用途相當(dāng)廣泛的化工基礎(chǔ)原料。
⑴.利用下列反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99.9%的高純鎳。
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)該反應(yīng)的ΔH_______0(選填“>”或“=”或“<”)。
⑵.在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g);ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g);ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
則2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH4=________。
⑶.工業(yè)上一般采用CO與H2反應(yīng)合成可再生能源甲醇,反應(yīng)如下:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,測(cè)
得c(CO)=0.2mol·L-1,則CO的轉(zhuǎn)化率為___________。
合成氣經(jīng)壓縮升溫后進(jìn)入10m3甲醇合成塔,在催化劑作用下,通過(guò)反應(yīng)進(jìn)行甲醇合成,T1℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下,在密閉容器中加入一定量CO和H2,反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下:
物質(zhì) | H2 | CO | CH3OH |
濃度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大。v正_______v逆 (填“>”、“<”或“=”);若其他條件不變,在T2℃反應(yīng)10min后達(dá)到平衡,c(H2)=0.4 mol·L-1,則該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率:v(CH3OH)=__________;
(4)金屬氧化物被一氧化碳還原生成金屬單質(zhì)和二氧化碳。下圖是四種金屬氧化物被一氧化碳還原時(shí)lg[c(CO)/c(CO2)]與溫度(t)的關(guān)系曲線圖。800℃時(shí),其中最易被還原的金屬氧化物是____(填化學(xué)式),該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值(K)等于____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),10mL 0.15mol/L的硫酸與10mL 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液混合,則混合后的pH為
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】可用來(lái)鑒別己烯、四氯化碳、苯的方法是( ) ①酸性高錳酸鉀 ②溴水 ③液溴 ④水.
A.只有①
B.只有①②
C.①②③④
D.只有②③
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