17．鋅錳廢電池可回收鋅、錳元素生產(chǎn)硫酸鋅及碳酸錳，其中生產(chǎn)碳酸錳的主要工藝如下：

試回答下列問題：
（1）硫酸鋅水溶液顯酸性，用離子方程式說明Zn2++2H2O?Zn（OH）2+2H+．
（2）原料錳粉粗品中主要成分為MnO2和炭，在過程①焙燒時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+C═MnO+CO↑，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是CO，每生成44.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氣體時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA．
（3）在50～55℃時(shí)向過程③中MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3，有氣體生成，其化學(xué)方程式為：MnSO4+2NH4HCO3=（NH4）2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2↑．
（4）已知三種離子沉淀的pH范圍為Fe3+：2.7～3.7． Mn2+：8.6～10.1，F(xiàn)e2+：7.6～9.6．下表是上述過程②中除去Fe2+的模擬操作方法，請(qǐng)完成下表內(nèi)容：
實(shí)驗(yàn)操作離子方程式
步驟1：取少量濾液于試管中，加入過量酸化的H2O2溶液，振蕩．
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
步驟2：將pH調(diào)到3.7～8.6，使Fe3+沉淀完全．Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+

分析 原料錳粉粗品的主要成分為MnO2和碳，焙燒時(shí)碳被MnO2氧化為一氧化碳，碳把二氧化錳還原為一氧化錳，通入氫氣還原一氧化錳得到錳單質(zhì)，加入硫酸生成硫酸錳、硫酸亞鐵，過濾，濾液中含亞鐵離子、錳離子．由題給離子沉淀PH可知，除亞鐵離子，需先用氧化劑氧化亞鐵離子變成鐵離子，再調(diào)節(jié)PH使鐵離子沉淀，而錳離子不沉淀，過濾后濾液中含錳離子，加入碳酸氫銨得到碳酸錳沉淀，過濾洗滌干燥得成品碳酸錳，
（1）依據(jù)鋅離子水解顯酸性分析；
（2）根據(jù)化學(xué)方程式為MnO2+C═MnO+CO↑，可知，碳被二氧化錳氧化成CO，在該反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1molCO，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2mol電子，據(jù)此計(jì)算；
（3）根據(jù)流程可知，在50～55℃時(shí)向過程③中MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3，生成碳酸錳及氣體應(yīng)為二氧化碳，根據(jù)元素守恒書寫化學(xué)方程式；
（4）調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子完全沉淀，錳離子不沉淀的溶液PH；根據(jù)離子開始沉淀和沉淀完全的PH分析回答．

解答 解：原料錳粉粗品的主要成分為MnO2和碳，焙燒時(shí)碳被MnO2氧化為一氧化碳，碳把二氧化錳還原為一氧化錳，通入氫氣還原一氧化錳得到錳單質(zhì)，加入硫酸生成硫酸錳、硫酸亞鐵，過濾，濾液中含亞鐵離子、錳離子．由題給離子沉淀PH可知，除亞鐵離子，需先用氧化劑氧化亞鐵離子變成鐵離子，再調(diào)節(jié)PH使鐵離子沉淀，而錳離子不沉淀，過濾后濾液中含錳離子，加入碳酸氫銨得到碳酸錳沉淀，過濾洗滌干燥得成品碳酸錳，
（1）鋅離子水解生成氫氧化鋅和氫離子，溶液呈酸性，反應(yīng)的離子方程式為：Zn2++2H2O?Zn（OH）2+2H+，
故答案為：Zn2++2H2O?Zn（OH）2+2H+；
（2）根據(jù)化學(xué)方程式為MnO2+C═MnO+CO↑，可知，碳被二氧化錳氧化成CO，所以反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是CO，在該反應(yīng)中每生成1molCO，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移2mol電子，所以生成44.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）即2mol氣體時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA，
故答案為：CO；4；
（3）50-55℃向MnS04的母液中加入足量NH4HC03，依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡玫教妓徨i，依據(jù)原子守恒得到產(chǎn)物還有：硫酸銨、二氧化碳和水，反應(yīng)的方程式為：MnSO4+2NH4HCO3=（NH4）2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2↑；
故答案為：MnSO4+2NH4HCO3=（NH4）2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2↑；
（4）三種離子沉淀的pH范圍為Fe3+：2.7～3.7，Mn2+：8.6～10.1，F(xiàn)e2+：7.6～9.6．過程②是除去亞鐵離子的方法，加入氧化劑過氧化氫鹽亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH在3.7～8.6，鐵離子完全沉淀，錳離子不沉淀，達(dá)到分離雜質(zhì)的目的；過氧化氫氧化亞鐵離子的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
故答案為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；3.7～8.6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)流程分析判斷，離子性質(zhì)和檢驗(yàn)的應(yīng)用調(diào)節(jié)溶液PH除去雜質(zhì)離子是解題關(guān)鍵，題目難度中等．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：多選題

16．下列反應(yīng)既符合圖象Ⅰ又符合圖象Ⅱ的是（　�。�
A．N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0B．2SO3（g）?2SO2（g）+O2（g）△H＞0
C．4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H＜0D．C（s）+H2O（g）?H2（g）+CO（g）△H＞0

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

17．某粗碘樣品中含有氯化碘（ICl）和溴化碘（IBr），它們的性質(zhì)和鹵素單質(zhì)相似，利用碘的升華提純碘之前，要加適量的某物質(zhì)對(duì)粗碘進(jìn)行預(yù)處理，加入的物質(zhì)可能是（　�。�
A．碘化鉀B．硝酸銀C．溴化鈉D．液氯

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

5．氮化硅的強(qiáng)度很高，尤其是熱壓氮化硅，是世界上最堅(jiān)硬的物質(zhì)之一，氮化硅陶瓷可做燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室、機(jī)械密封環(huán)、輸送鋁液的電磁泵的管道及閥門、永久性模具、鋼水分離環(huán)等．制備氮化硅可將硅粉放在氮?dú)庵屑訜嶂?000℃左右直接氮化制得，實(shí)驗(yàn)室制備氮化硅裝置示意圖如圖1：

回答下列問題：
（1）檢查裝置氣密性的方法是在儀器D的出氣口連接導(dǎo)管，將導(dǎo)管的末端插入水槽中的水中，用酒精燈輕輕加熱圓底燒瓶，若導(dǎo)管口有氣泡冒出且停止加熱后，在導(dǎo)管中形成一段水柱，說明裝置氣密性良好，a儀器的名稱是分液漏斗
（2）寫出NaNO2和（NH4）2SO4反應(yīng)制備氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式2NaNO2+（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N2↑+Na2SO4+4H2O；
（3）裝置B的作用是除去氧氣（及氮氧化物），裝置C的作用是除去水蒸氣；
（4）已知氮化硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但常溫下易溶于氫氟酸溶液生成一種白色的膠狀沉淀和一種鹽，請(qǐng)寫出此化學(xué)反應(yīng)方程式：Si3N4+4HF+9H2O=3H2SiO3↓+4NH4F；
（5）實(shí)驗(yàn)室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖2所示（省略夾持和凈化裝置）．僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，最合理的選項(xiàng)是D
選項(xiàng)a物質(zhì)b物質(zhì)c收集的氣體d中的物質(zhì)
A濃氨水NaOHNH3H2O
B濃硫酸Na2SO3SO2澄清石灰水
C稀硝酸FeNO2H2O
D濃鹽酸KMnO4Cl2NaOH溶液

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

12．NH4Al（SO4）2是食品加工中最為快捷的食品添加劑，用于焙烤食品，工業(yè)上常用鋁土礦（主要成分為Al2O3和少量的 SiO2、Fe2O3雜質(zhì)）生產(chǎn)銨明礬晶體NH4Al（SO4）2•12H2O，其工藝流程圖如下：

（1）廢渣a、b 的成分分別是：二氧化硅、氫氧化鐵．（寫名稱）
（2）流程圖中X的化學(xué)式為：H2SO4．
（3）反應(yīng)Ⅲ的離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓；從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作依次為（填操作名稱）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌．
（4）過硫酸銨[（NH4）2S2O8]在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途，可以作為氧化劑和漂白劑，廣泛地用于蓄電池工業(yè)；還用作聚合的引發(fā)劑、纖維工業(yè)的脫漿劑．在上述的工藝流程中用惰性電極電解X與反應(yīng)Ⅵ所得物質(zhì)的混合溶液可以得到過硫酸銨．寫出陽極反應(yīng)式：2SO42--2e-=S2O82-．
（5）反應(yīng)Ⅶ的化學(xué)方程式為：（NH4）2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2；NH4HSO4溶液中離子濃度由大到小順序?yàn)椋篶（H+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）．
（6）向硫酸鋁銨溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液，不可能發(fā)生的反應(yīng)是B（填選項(xiàng)字母）
A．4NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2═2（NH4）2SO4+3BaSO4↓+Al2 （SO4）3+2Al（OH）3↓
B．2NH4Al（SO4）2+4Ba（OH）2═（NH4）2SO4+3BaSO4↓+Ba（AlO2）2
C．2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2═（NH4）2SO4+3BaSO4↓+2Al（OH）3↓
D．NH4Al（SO4）2+2Ba（OH）2═NH3•H2O+2BaSO4↓+Al（OH）3↓

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

2．CoCl2•6H2O在飼料、醫(yī)藥工業(yè)上有廣泛的用途．下列是以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）為原料制取CoCl2•6H2O的一種新工藝流程如圖1：

已知：①鈷與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Co+2HCl=CoCl2+H2↑
②CoCl2•6H2O熔點(diǎn)86℃，易溶于水；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110～120℃時(shí)，失去結(jié)晶水變成有毒的無水氯化鈷
③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3
開始沉淀2.77.57.63.8
完全沉淀3.29.79.25.2
請(qǐng)回答下列問題：
（1）加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是5.2～7.6．
（2）操作Ⅰ包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾．
（3）制得的CoCl2•6H2O需減壓烘干的原因是降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解．
（4）在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點(diǎn)為減少有毒氣體的排放，防止大氣污染、防止產(chǎn)品中混有硝酸鹽．原工藝較新工藝也有優(yōu)點(diǎn)，其主要優(yōu)點(diǎn)是流程的步驟減小，工藝減化．
（5）含鈷物質(zhì)在工業(yè)上有重要用途，有一種電化學(xué)法除去甲醇的污染，其原理是：通電后將Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化劑把水中甲醇氧化成CO2而凈化．實(shí)驗(yàn)室用如圖2裝置模擬上述過程：
①寫出陽極電極反應(yīng)式Co2+-e-=Co3+．
②除去甲醇的離子反應(yīng)為：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，該過程中被氧化的元素是碳元素，當(dāng)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生標(biāo)況下2.24LCO2時(shí)，共轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3.612×1023．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

9．一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)：COCl2（g）?Cl2（g）+CO（g），向2.0L恒容密閉容器中充入1.0mol COCl2（g），反應(yīng)過程中測(cè)得的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表：
t/s02468
n（Cl2）/mol00.300.390.400.40
下列說法不正確的是（　�。�
A．0～4s容器內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸增大
B．生成Cl2的平均反應(yīng)速率，0～2s比2～4s快
C．8s時(shí)向容器中再充入一定量的氦氣，反應(yīng)速率又會(huì)加快
D．該條件下，COCl2的最大轉(zhuǎn)化率為40%

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

6．1，2，3，4-四氫化萘的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，分子式是C10H12．常溫下為無色液體，有刺激性氣味，沸點(diǎn)207℃，不溶于水，是一種優(yōu)良的溶劑，它與液溴發(fā)生反應(yīng)：C10H12+4Br2?C10H8Br4+4HBr．生成的四溴化萘常溫下為固態(tài)，不溶于水．有人用四氫化萘、液溴、蒸餾水和純鐵粉為原料，制備少量飽和氫溴酸溶液，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按一定質(zhì)量比把四氫化萘和水加入適當(dāng)?shù)娜萜髦�，加入少量純鐵粉．
②慢慢滴入液溴，不斷攪拌，直到反應(yīng)完全．
③取下反應(yīng)容器，補(bǔ)充少量四氫化萘，直到溶液顏色消失．過濾，將濾液倒入分液漏斗，靜置．
④分液，得到的“水層”即氫溴酸溶液．
回答下列問題：
（1）如圖示意圖中的裝置，適合步驟①和②操作的是D．
（2）步驟②中如何判斷“反應(yīng)完全”加入的液溴顏色基本不褪．
（3）步驟③中補(bǔ)充少量四氫化萘的目的是除出去過量的Br2．
（4）步驟③中過濾后得到的固體物質(zhì)是四溴化萘、鐵粉．
（5）已知在實(shí)驗(yàn)條件下，飽和氫溴酸水溶液中氫溴酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是66%，如果溴
化反應(yīng)進(jìn)行完成，則步驟①中四氫化萘和水的質(zhì)量比約是1：1.3（保留小數(shù)點(diǎn)后1位）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

7．室溫下，對(duì)pH相等、體積相同的鹽酸和醋酸分別進(jìn)行以下操作，下列說法正確的是（　�。�
A．將溫度迅速升高20℃，兩溶液的pH均增大
B．加水稀釋相同倍數(shù)后，兩溶液的pH同等程度減小
C．加少量的醋酸鈉固體后，兩溶液的pH均增大
D．加足量的鋅充分反應(yīng)后，兩溶液產(chǎn)生的氫氣的量一樣多

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同步練習(xí)冊(cè)答案