【題目】鋅錳干電池是最早的實用電池。現(xiàn)用下列工藝回收正極材料中的金屬(部分條件未給出)。
(1)堿性鋅錳電池反應(yīng)為:Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH),電解質(zhì)是KOH, MnO(OH)中Mn的化合價為:_____,正極反應(yīng)式為:__________。
(2)黑粉的主要成份為 MnO2和石墨,寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:________
(3)MnO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如下表:
溫度/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
轉(zhuǎn)化率/℃ | 86.0 | 90.0 | 91.3 | 92.0 | 92.1 |
生產(chǎn)中常選反應(yīng)溫度為80℃,其理由是:___________。
(4)“沉錳”過程中生成堿式碳酸錳[MnCO36Mn(OH)25H2O],寫出其離子反應(yīng)方程式:_______。濾液③中可回收的物質(zhì)為:________(填化學(xué)式)。
(5)用硫酸酸化的漿液可吸收工業(yè)廢氣中的生成,已知漿液中含量為,工業(yè)廢氣中含量為, 的吸收率可達(dá)90%,則處理1000工業(yè)尾氣,可得到的質(zhì)量為____kg(用含字母的代數(shù)式表示)。
【答案】+3價 MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH- MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O 由表格中的數(shù)據(jù)可知,MnO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高,80℃時MnO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高,更高的溫度會增加能耗,增大生產(chǎn)成本,得不償失 Mn2++7CO32-+11H2O=MnCO3·6Mn(OH)2·5H2O↓+6CO2↑ Na2SO4 或
【解析】
廢舊鋅錳干電池經(jīng)過預(yù)處理得到黑粉,黑粉主要成分為二氧化錳與石墨,則反應(yīng)①是MnO2、FeSO4和H2SO4發(fā)生的氧化還原反應(yīng)生成硫酸鐵與硫酸錳,并將不溶物二氧化錳與石墨過濾,得到的濾液經(jīng)碳酸鈉調(diào)節(jié)pH=4.5,使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去,得到的濾液主要成分為硫酸錳, “沉錳”過程中碳酸根離子與溶液中錳離子反應(yīng),得到堿式碳酸錳沉淀[MnCO36Mn(OH)25H2O]沉淀與硫酸鈉,過濾后所得的濾液③溶質(zhì)為硫酸鈉,濾渣③再經(jīng)硫酸酸化得到硫酸錳溶液,最終蒸發(fā)濃縮,過濾干燥得到MnSO4H2O,據(jù)此分析作答。
(1)堿性鋅錳電池反應(yīng)為:Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH),電解質(zhì)是KOH,活潑金屬Zn為該電池的負(fù)極材料,MnO(OH)中氧為-2價,氫為+1價,則Mn的化合價為:+3價;正極MnO2得到電子產(chǎn)生MnO(OH),電極反應(yīng)式為:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-;
(2)黑粉的主要成份為 MnO2和石墨,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O;
(3)由表格中的數(shù)據(jù)可知,MnO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高,80℃時MnO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高,更高的溫度會增加能耗,增大生產(chǎn)成本,得不償失,故生產(chǎn)中常選反應(yīng)溫度為80℃,故答案為:由表格中的數(shù)據(jù)可知,MnO2 的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高,80℃時MnO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高,更高的溫度會增加能耗,增大生產(chǎn)成本,得不償失;
(6)“沉錳”過程中碳酸鈉與硫酸錳反應(yīng)生成堿式碳酸錳,碳酸鈉水解生成氫氧化鈉、生成氫氧化錳沉淀后促進(jìn)水解放出二氧化碳,反應(yīng)的離子方程式為,根據(jù)該反應(yīng)方程式可知,濾液③中可回收的物質(zhì)為:Na2SO4,故答案為: ;Na2SO4;
(7)用硫酸酸化的MnO2漿液可吸收工業(yè)廢氣中的SO2生成MnSO4·H2O,反應(yīng)的方程式為MnO2+SO2+H2O=MnSO4·H2O。1000工業(yè)尾氣中含有的SO2的物質(zhì)的量為=mol,則生成的MnSO4·H2O的物質(zhì)的量為mol×90%=mol,質(zhì)量為mol×169g/mol=g= 或kg。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g) ΔH1
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH2
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3
則反應(yīng)Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)的ΔH是
A. ΔH=ΔH1+1/2ΔH2+1/2ΔH3 B. ΔH=ΔH1+1/2ΔH2-1/2ΔH3
C. ΔH=ΔH1+2ΔH2+2ΔH3 D. ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4 (s)+4H2(g) ,在一個可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行,試回答:
(1)增加Fe的量,其正反應(yīng)速率的變化是__________(填“增大”“不變”或“減小”,以下相同)。
(2)將容器的體積縮小一半,其正反應(yīng)速率__________,逆反應(yīng)速率__________。
(3)保持體積不變,充入N2 使體系壓強(qiáng)增大,其正反應(yīng)速率__________,逆反應(yīng)速率__________。
(4)保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器的體積增大,其正反應(yīng)速率__________,逆反應(yīng)速率__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】GaAs晶體的熔點(diǎn)很高, 硬度很大, 密度為ρ g·cm-3,Ga 和As 的摩爾質(zhì)量分別為MGag·mol-1和MAs g·mol-1, 原子半徑分別為rGa pm 和rAs pm, 阿伏加德羅常數(shù)值為NA, 其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示, 下列說法錯誤的是
A. 該晶體為原子晶體
B. 在該晶體中,Ga和As均無孤對電子,Ga和As的配位數(shù)均為4
C. 原子的體積占晶胞體積的百分率為
D. 所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】草酸是一種常用的還原劑,某校高三化學(xué)小組探究草酸被氧化的速率問題。
實驗Ⅰ | 試劑 | 混合后 溶液pH | 現(xiàn)象 (1h后溶液) | ||
試管 | 滴管 | ||||
a | 4mL0.01mol·L1 KMnO4溶液,幾滴濃H2SO4 | 2mL0.3mol·L1H2C2O4 溶液 | 2 | 褪為無色 | |
b | 4mL0.01mol·L1KMnO4溶液,幾滴濃NaOH | 7 | 無明顯變化 | ||
c | 4mL0.01mol·L1 K2Cr2O7溶液,幾滴濃H2SO4 | 2 | 無明顯變化 | ||
d | 4mL0.01mol·L1 K2Cr2O7溶液,幾滴濃NaOH | 7 | 無明顯變化 |
(1)H2C2O4是二元弱酸,寫出H2C2O4溶于水的電離方程式:_____________。
(2)實驗I試管a中KMnO4最終被還原為Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式為:________。
(3)瑛瑛和超超查閱資料,實驗I試管c中H2C2O4與K2Cr2O7溶液反應(yīng)需數(shù)月時間才能完成,但加入MnO2可促進(jìn)H2C2O4與K2Cr2O7的反應(yīng)。依據(jù)此資料,吉吉和昊昊設(shè)計如下實驗證實了這一點(diǎn)。
實驗II | 實驗III | 實驗IV | |
實驗操作 | |||
實驗現(xiàn)象 | 6 min后固體完全溶解,溶液橙色變淺,溫度不變 | 6 min后固體未溶解,溶液顏色無明顯變化 | 6 min后固體未溶解,溶液顏色無明顯變化 |
實驗IV的目的是:_______________________。
(4)睿睿和萌萌對實驗II繼續(xù)進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)溶液中Cr2O72- 濃度變化如圖:
臧臧和蔡蔡認(rèn)為此變化是通過兩個過程實現(xiàn)的。
過程i.MnO2與H2C2O4反應(yīng)生成了Mn2+。
過程ii.__________________________________。
①查閱資料:溶液中Mn2+能被PbO2氧化為MnO4-。針對過程i,可采用如下方法證實:將0.0001molMnO2加入到6mL____________中,固體完全溶解;從中取出少量溶液,加入過量PbO2固體,充分反應(yīng)后靜置,觀察到_______________。
②波波和姝姝設(shè)計實驗方案證實了過程ii成立,她們的實驗方案是________。
(5)綜合以上實驗可知,草酸發(fā)生氧化反應(yīng)的速率與__________________有關(guān)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】碳、 氮、磷、砷和硼的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。鋰、鈉、鋁、鐵等金屬在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)中也占有舉足輕重的地位,請回答下列問題:
(1)基態(tài)As原子的電子排布式為______________________;
(2)氮化硼(BN)有多種晶型,其中立方氮化硼與金剛石的構(gòu)型類似,則其晶胞中B—N—B之間的夾角是___________________(填角度)。
(3)金屬晶體的四種堆積如下圖,金屬鈉的晶體堆積模型為___ (填字母)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)X表示原子:
①AXn+共有x個電子,則該陽離子的中子數(shù)N=____。
②12C16O2分子中的中子數(shù)N=______。
③A2-原子核內(nèi)有x個中子,其質(zhì)量數(shù)為m,則n g A2-所含電子的物質(zhì)的量為_____。
(2)某元素原子的核電荷數(shù)是電子層數(shù)的5倍,其質(zhì)子數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是_____。
(3)已知某粒子的結(jié)構(gòu)示意圖為
試回答:①當(dāng)x-y=10時,該粒子為___(填“原子”、“陽離子”或“陰離子”)。
②寫出y=3與y=7的元素最高價氧化物對應(yīng)水化物發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某小組同學(xué)探究物質(zhì)的溶解度大小與沉淀轉(zhuǎn)化方向之間的關(guān)系。已知:
(1)探究BaCO3和BaSO4之間的轉(zhuǎn)化,實驗操作:
試劑A | 試劑B | 試劑C | 加入鹽酸后的現(xiàn)象 | |
實驗Ⅰ | BaCl2 | Na2CO3 | Na2SO4 | …… |
實驗Ⅱ | Na2SO4 | Na2CO3 | 有少量氣泡產(chǎn)生,沉淀部分溶解 |
①實驗Ⅰ說明BaCO3全部轉(zhuǎn)化為BaSO4,依據(jù)的現(xiàn)象是加入鹽酸后,__________
②實驗Ⅱ中加入稀鹽酸后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______。
③實驗Ⅱ說明沉淀發(fā)生了部分轉(zhuǎn)化,結(jié)合BaSO4的沉淀溶解平衡解釋原因:______
(2)探究AgCl和AgI之間的轉(zhuǎn)化,實驗Ⅲ:
實驗Ⅳ:在試管中進(jìn)行溶液間反應(yīng)時,同學(xué)們無法觀察到AgI轉(zhuǎn)化為AgCl,于是又設(shè)計了如下實驗(電壓表讀數(shù):a>c>b>0)。
注:其他條件不變時,參與原電池反應(yīng)的氧化劑(或還原劑)的氧化性(或還原性)越強(qiáng),原電池的電壓越大;離子的氧化性(或還原性)強(qiáng)弱與其濃度有關(guān)。
① 實驗Ⅲ證明了AgCl轉(zhuǎn)化為AgI,甲溶液可以是______(填序號)。
a. AgNO3溶液 b. NaCl溶液 c. KI溶液
② 實驗Ⅳ的步驟ⅰ中,B中石墨上的電極反應(yīng)式是 _______________
③ 結(jié)合信息,解釋實驗Ⅳ中b<a的原因:______。
④ 實驗Ⅳ的現(xiàn)象能說明AgI轉(zhuǎn)化為AgCl,理由是_______
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時放出的能量不同引起的,如下圖為N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中的能量變化。則下列說法正確的是
A. 通常情況下,NO比N2穩(wěn)定
B. 通常情況下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C. 1molN2(g)和1molO2(g)具有的總能量小于2mol NO(g)具有的總能量
D. 1molN2(g)和1molO2(g)反應(yīng)放出的能量為180kJ
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