【題目】用軟錳礦(MnO2)、黃鐵礦(FeS2)酸浸生產(chǎn)硫酸錳(MnSO4),并進一步制取電解二氧化錳(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,向濾液中加入凈化劑進一步凈化,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:

FeS2 + MnO2 + === Mn2+ + Fe2+ + S + SO42-+ ,_____________________

(2)步驟II中加入MnO2用于將浸出液中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式是________。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________。

(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”“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)。

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,電子由MnO2經(jīng)外電路流向Zn

【答案】 加快反應(yīng)速率,充分接觸 FeS2 + 4MnO2 + 8H+ === 4Mn2+ + Fe2+ + S + SO42- + 4H2O MnO2 + 4H+ + 2Fe2+ === Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O Fe3++3H2O Fe(OH)3 + 3H+,加入CaCO3后,由于CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq),CO32- + 2H+ === CO2↑ + H2O(或CaCO3H+反應(yīng)),使得Fe3+的水解平衡向正反應(yīng)方向移動,Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而被除去 b Mn2+ + 2H2O - 2e- === MnO2 + 4H+ BC

【解析】試題分析:(1)步驟I中攪拌、加熱可以加快反應(yīng)速率;根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒配平離子方程式;(2)步驟II中加入MnO2, Fe2+被氧化為Fe3+,MnO2被還原為Mn2+;加入 CaCO3H+反應(yīng),使Fe3+的水解平衡Fe3++3H2O Fe(OH)3 + 3H+向正反應(yīng)方向移動;(3)MnSO4生成MnO2,發(fā)生氧化反應(yīng),所以生成MnO2的電極是陽極;(4)堿性鋅錳電池是一次電池;電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能正極MnO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MnOOH;堿性鋅錳電池工作時, MnO2是正極;

解析:(1)步驟I中攪拌、加熱可以使反應(yīng)物充分接觸、加快反應(yīng)速率;FeS2S元素化合共價升高8,MnO2Mn元素化合價降低2,根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒,配平離子方程式為FeS2 + 4MnO2 + 8H+ === 4Mn2+ + Fe2+ + S + SO42- + 4H2O;(2)步驟II中加入MnO2, Fe2+被氧化為Fe3+,MnO2被還原為Mn2+,反應(yīng)離子方程式是MnO2 + 4H+ + 2Fe2+ === Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O;加入CaCO3后,由于CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq),CO32- + 2H+ === CO2↑ + H2O,氫離子濃度減小,F(xiàn)e3++3H2O Fe(OH)3 + 3H+向正反應(yīng)方向移動,所以加入CaCO3將浸出液pH調(diào)至pH=5,F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而被除去;(3)MnSO4生成MnO2,發(fā)生氧化反應(yīng),所以生成MnO2的電極是陽極,選b;生成MnO2的電極反應(yīng)式是Mn2+ + 2H2O - 2e- === MnO2 + 4H+;(4)堿性鋅錳電池是一次電池,故A錯誤;電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故B正確;正極MnO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成MnOOH,正極反應(yīng)式是2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH,C正確堿性鋅錳電池工作時, MnO2是正極電子由Zn極經(jīng)外電路流向MnO2,D錯誤

練習(xí)冊系列答案
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【題目】“綠色化學(xué)實驗”已走近課堂,下列做法符合“綠色化學(xué)”理念的是

①實驗室收集氨氣采用圖甲所示裝置

②實驗室中做氯氣與鈉反應(yīng)的實驗時采用圖乙所示裝置

③實驗室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與HCl反應(yīng)生成銨鹽的實驗

④實驗室中采用圖丙所示裝置進行銅與稀硝酸的反應(yīng)

A. ②③④ B. ①②③

C. ①②④ D. ①③④

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【題目】大量排放氮的氧化物會產(chǎn)生酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題。工業(yè)上處理氮的氧化物途徑有多種:

Ⅰ.堿吸祛。利用純堿溶液吸收NO、NO2,發(fā)生的反應(yīng)有:

2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2

用一定量純堿溶被吸收NO、NO2恰好完全反應(yīng)得到吸收溶液。

(1)向吸收溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液,溶液褪色,氧化產(chǎn)物為NO3-,寫出離子方程式__________

Ⅱ.天然氣還原法。

CH4催化還原NO、NO2的熱化學(xué)方程式如下:

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574k]/mol

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1160kJ/mol

(2)4NO(g)=N2(g)+2NO2(g)ΔH=_________

(3)上述物質(zhì)NaNO2、NO、CO2中含有共同的化學(xué)鍵的類型是_______

Ⅲ.活性炭還原法。

VL恒容密閉容器中加入足量的活性炭和一定量NO,恒溫(T1)條件下發(fā)生反應(yīng)生成Q、P(均為無污染物質(zhì))。測得物質(zhì)的量與時間關(guān)系如表所示:

n/mol

t/min

NO

Q

P

0

0.200

0

0

10

0.116

0.042

0.042

20

0.080

0.060

0.060

30

0.080

0.060

0.060

(4)T1溫度下,NO的平衡轉(zhuǎn)化率為_______;平衡常數(shù)K_________(用分數(shù)表示)。

(5)30min后,將溫度升高至T2達到平衡時,容器中NO、Q、P的濃度之比為3:1:1,則該反應(yīng)的正反應(yīng)ΔH_____0(“>”“<”“=”)。在T2溫度達到平衡之后,再向容器中充入少量NO,NO的平衡轉(zhuǎn)化率將_____________“變大”不變“變小”)。

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【題目】下列物質(zhì)不能用單質(zhì)化合而成的是( )

A.CuSB.FeSC.FeCl3D.HgS

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【題目】已知某工業(yè)廢水中含有大量FeSO4,較多的Cu2+, 以及部分污泥,通過下列流程可從該廢水中回收FeSO4·7H2O晶體及金屬Cu。

(1)步驟1的主要操作是___________,(填操作名稱)需用到的玻璃儀器除燒杯外還有___________, ___________。

(2)步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________

(3)步驟3中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________

(4)步驟4中涉及的操作是:蒸發(fā)濃縮、________、過濾、洗滌、烘干。

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【題目】實驗室可用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。

(1)用單線橋標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目________________________

(2)將上述化學(xué)方程式改寫為離子方程式________________________

(3)濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來的性質(zhì)是____________(填序號) 。

①只有還原性 ②還原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性

(4)若產(chǎn)生2mol Cl2,則被氧化的HCl_____mol,轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目為________。

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【題目】4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng): 2A(g)+B(g) 2C(g),若經(jīng)2s()后測得C的濃度為0.6mol·L-1現(xiàn)有下列幾種說法:

用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3mol·L-1·S-1用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6mol·L-1·S-1③2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%④2s時物質(zhì)B的濃度為0.7mol·L-1

其中正確的是(

A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④

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【題目】常溫下,用0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0mol·L-1CH3COOH溶液所得滴定曲線如下圖。下列說法正確的是

A. 點①所示溶液中:c(CH3COO)+c(OH)=c(CH3COOH)+c(H)

B. 溶液中②、③點水的電離程度:③>②

C. 點②所示溶液中:c(Na)=c(CH3COO)=c(H)=c(OH)

D. 該滴定過程應(yīng)該選擇甲基橙作為指示劑

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【題目】鋅-空氣電池由活性炭(空氣擴散極)、鋅、苛性堿溶液構(gòu)成,其中活性炭部分浸泡在苛性堿溶液中,其工作原理如圖所示,負極產(chǎn)物是ZnO。下列說法正確的是( )

A. 活性炭的作用是吸附空氣,為電池提供氧化劑

B. 原理圖中的隔離膜為質(zhì)子交換膜

C. 負極反應(yīng)式為Zn+H2O-2e-=ZnO+2H+

D. 電池工作時,當電路中通過0.2mol電子,消耗3.2gO2

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