【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】氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一,工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NOx反應(yīng)進(jìn)行了探究;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)氨氣的制備
①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________。
②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→______(按氣流方向,用小寫字母表示)。
(2)氨氣與二氧化氮的反應(yīng)
將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑,充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
操作步驟 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 解釋原因 |
打開(kāi)K1,推動(dòng)注射器活塞,使X中的氣體緩慢通入Y管中 | ①Y管中_____________ | ②反應(yīng)的化學(xué)方程式 ____________ |
將注射器活塞退回原處并固定,待裝置恢復(fù)到室溫 | Y管中有少量水珠 | 生成的氣態(tài)水凝集 |
打開(kāi)K2 | ③_______________ | ④______________ |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】根據(jù)元素周期表和元素周期律分析下面的推斷,其中不正確的是( )
A.鈹?shù)脑邮щ娮幽芰Ρ孺V弱
B.砹的氫化物不穩(wěn)定
C.硒化氫比硫化氫穩(wěn)定
D.氫氧化鍶比氫氧化鈣的堿性強(qiáng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)中原子利用率沒(méi)有達(dá)到100%的是
A.合成甲醇:CO + 2H2CH3OH
B.合成乙醛:2CH2=CH2 + O22CH3CHO
C.合成全降解聚碳酸酯塑料:
D.合成有機(jī)玻璃單體-甲基丙烯酸甲酯:
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于炔烴的下列描述正確的是( )
A.分子里含有碳碳三鍵的不飽和鏈烴叫炔烴
B.炔烴分子里的所有碳原子都在同一直線上
C.炔烴易發(fā)生加成反應(yīng),也易發(fā)生取代反應(yīng)
D.炔烴不能使溴水褪色,但可以使高錳酸鉀酸性溶液褪色
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,在注射器中加入少量Na2SO3晶體,并吸入少量濃硫酸(以不接觸紙條為準(zhǔn)).則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色
B.NaOH溶液可用于除去實(shí)驗(yàn)中多余的SO2
C.濕潤(rùn)淀粉KI試紙未變藍(lán)說(shuō)明SO2的還原性弱于I2
D.品紅試紙、沾有KMnO4溶液濾紙均褪色都能證明SO2的漂白性
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是( )
A.甲烷在空氣中燃燒
B.碳酸鈣受熱分解
C.鎂條溶于鹽酸
D.過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)
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