二氧化錳可用作干電池去極劑,合成工業(yè)的催化劑和氧化劑,玻璃工業(yè)和搪瓷工業(yè)的著色劑、消色劑、脫鐵劑等。

Ⅰ(1)鋅—錳堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。電池的總反應(yīng)式為Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。

電池的正極反應(yīng)式為________________________________

Ⅱ某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組擬從廢舊干電池中回收二氧化錳制取碳酸錳。

①將干電池剖切、分選得到黑色混合物(主要成分為MnO2)洗滌、過濾、烘干。

②將上述固體按固液體積比2:9加入濃鹽酸、加熱,反應(yīng)完全后過濾、濃縮。

③向上述溶液中加入Na2CO3溶液,邊加邊攪拌,再過濾即可得到碳酸錳。

(2)在第②步中,將上述固體與濃鹽酸混合的目的是________________________________

(3)有人認(rèn)為,將第③步中的Na2CO3溶液換成NH4HCO3溶液,也能達(dá)到上述目的,但同時(shí)有氣體生成。請(qǐng)寫出加入NH4HCO3溶液時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)方程式:                

_______________________________________

Ⅲ 濕法煉錳即電解硫酸錳溶液法。電解錳的生產(chǎn)過程分為化合浸取、氧化凈化及沉淀除雜、產(chǎn)品回收。其生產(chǎn)工藝流程如下:

已知:①菱錳礦中主要成份是碳酸錳,主要雜質(zhì)是Fe2、Co2、Ni2

②生成氫氧化物的pH如下表:(若某離子濃度小于等于10-5mol/L,則認(rèn)為完全沉淀)

物質(zhì)

Fe(OH)2

Ni(OH)2

Co(OH)2

Mn(OH)2

開始沉淀pH

7.5

7.7

7.6

8.3

完全沉淀pH

9.7

8.4

8.2

9.8

③有關(guān)難溶氫氧化物和硫化物pKsp數(shù)據(jù)(pKsp=-lgKsp):

難溶物質(zhì)

Fe(OH)3

Ni(OH)2

Co(OH)2

NiS

CoS

pKsp

38.55

15.26

14.7

18.49

20.40

(4)菱錳礦粉與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________。

(5)使用氨水的目的是調(diào)節(jié)pH值在________之間(填pH范圍,精確到小數(shù)點(diǎn)后1位數(shù)字)。

在“浸出液”中加入(NH4)2S(硫化銨)的目的是_________________________________

(6)電解槽中使用的是惰性電極板,電解反應(yīng)方程式為_________________________


【知識(shí)點(diǎn)】難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)、制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

【答案解析】 (每空2分)(1)2MnO2+2e-+H2O=2OH-+Mn2O3   (2)將MnO2還原成Mn2+

(3)Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O         (4)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2

(5)3.8~8.3   作沉淀劑,生成NiS沉淀     (6)2MnSO4+2H2O 2H2SO4+O2↑+2Mn

解析:(1)鋅—錳堿性電池的總反應(yīng)式為Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s),

Zn化合價(jià)升高,失電子,作負(fù)極;MnO2中的Mn化合價(jià)降低,得電子,作正極,根據(jù)總反應(yīng)拆成兩個(gè)半反應(yīng),電池的正極反應(yīng)式為:2MnO2+2e-+H2O=2OH-+Mn2O3

(2)濃鹽酸與二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成氯氣和氯化錳,以便于加入碳酸鈉后可以生成碳酸錳沉淀;

(3)加入NH4HCO3溶液時(shí),生成氣體,離子方程式為:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O

(4)菱錳礦粉主要成分是碳酸錳,與硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、水和二氧化碳,化學(xué)方程式是:

   MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2

(5)二氧化錳MnO2具有氧化性,能將菱錳礦的硫酸浸取液中的Fe2+氧化為Fe3+; 氨水可以將鐵離子沉淀,氫氧化鐵的Ksp=c3(OH-)•c(Fe3+),鐵離子完全沉淀時(shí),鐵離子的濃度是1×10-5mol/L,此時(shí)c(OH-)== 10-11.2mol/L,所以pH=3.8,所以將鐵離子沉淀完全,但是錳離子未沉淀的范圍是3.8~8.3,此范圍內(nèi)Co2+已經(jīng)沉淀完全,所以再加入硫化銨將Ni2+沉淀;

(6)根據(jù)電解池的工作原理,電解硫酸錳酸性溶液生成二氧化錳、硫酸和氫氣,電解反應(yīng)方程式為:

2MnSO4+2H2O 2H2SO4+O2↑+2Mn

【思路點(diǎn)撥】本題是一道實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的工藝流程題目,考查學(xué)生各方面的綜合知識(shí)能力,尤其是第(5)題,二氧化錳將亞鐵氧化,再調(diào)節(jié)PH的計(jì)算難度大;


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:


常溫下,下列各組物質(zhì)中,Y既能與X反應(yīng)又能與Z反應(yīng)的是(    )

X

Y

Z

NaOH溶液

Al(OH)3

稀硫酸

KOH溶液

SiO2

稀鹽酸

O2

N2

H2

FeCl3溶液

Cu

濃硝酸

A.①③        B.①④           C.②④          D.②③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


電子表所用的紐扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其電極反應(yīng)

式是:Zn+2OH-2e===ZnO+H2O;  Ag2O+H2O+2e===2Ag+2OH   下列說法

正確的是

A.Zn為正極,Ag2O為負(fù)極             

B.Ag2O發(fā)生還原反應(yīng)

C.原電池工作時(shí),正極區(qū)溶液pH值減小

D.原電池工作時(shí),負(fù)極區(qū)溶液pH值增大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


肼是重要的化工原料。某探究小組利用下

列反應(yīng)制取水合肼(N2H4·H2O)。

CO(NH2)2+ 2NaOH + NaClO = Na2CO3 + N2H4·H2O + NaCl

實(shí)驗(yàn)一: 制備NaClO溶液。(實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示)

(1)配制30%NaOH溶液時(shí),所需玻璃儀器除量筒外還有     (填標(biāo)號(hào))。

A.容量瓶      B.燒杯      C.燒瓶      D.玻璃棒 

(2) 錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是          。

(3) 因后續(xù)實(shí)驗(yàn)需要,需利用中和滴定原理測(cè)定反應(yīng)后錐形瓶中混合溶液的NaOH的濃

度。請(qǐng)選用所提供的試劑(H2O2溶液、FeCl2溶液、0.1000mol·L-1鹽酸、酚酞試液),設(shè)計(jì)實(shí)

驗(yàn)方案。                                                         。

實(shí)驗(yàn)二: 制取水合肼。(實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示)控制反應(yīng)溫度,將分液漏斗中溶液緩慢滴入三頸燒瓶中,充分反應(yīng)。加熱蒸餾三頸燒瓶?jī)?nèi)的溶液,收集108~114℃餾分。(已知:N2H4·H2O + 2NaClO = N2↑ + 3H2O + 2NaCl)

(4)分液漏斗中的溶液是            (填標(biāo)號(hào))。

A.CO (NH2) 2溶液   B.NaOH和NaClO混合溶液

 選擇的理由是                                        。

實(shí)驗(yàn)三: 測(cè)定餾分中肼含量。

稱取餾分5.000g,加入適量NaHCO3固體,加水配成250mL溶液,移出25.00mL,用0.1000mol·L-1的I2溶液滴定。滴定過程中,溶液的pH保持在6.5左右。(已知:N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O)

(5)滴定過程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,原因是                 。

(6)實(shí)驗(yàn)測(cè)得消耗I2溶液的平均值為18.00mL,餾分中水合肼(N2H4·H2O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

         。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


下列實(shí)驗(yàn)操作不正確的是

A.吸濾完畢停止吸濾時(shí),應(yīng)先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶的橡皮管,再關(guān)閉水龍頭全【品教學(xué)網(wǎng), 用后離不了!

B.分液操作時(shí),分液漏斗中的下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出

C.萃取操作時(shí),應(yīng)選擇有機(jī)萃取劑,且萃取劑的密度必須比水大

D.蒸餾時(shí),應(yīng)使溫度計(jì)水銀球靠近蒸餾燒瓶支管口

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


粗銅精煉后的陽極泥含有Cu、Au(金)和

PbSO4等雜質(zhì),濕法處理陽極泥進(jìn)行綜合利用的流程如下:

(1)用CuSO4做電解液電解含銅、金、鉛的粗銅,陽極的電極反應(yīng)式有:            和Cu-2e= Cu2+。

(2)焙燒陽極泥時(shí),為了提高焙燒效率,采取的合理措施是        ,焙燒后的陽極泥中除含金、PbSO4外,還有         (填化學(xué)式)。

(3)操作I的主要步驟為        ,操作Ⅱ的名稱是         。

(4)寫出用SO2還原AuCl4的離子方程式        。

(5)為了減少廢液排放、充分利用有用資源,工業(yè)上將濾液1并入硫酸銅溶液進(jìn)行循環(huán)操作,請(qǐng)指出流程圖中另一處類似的做法          。

(6)已知298K時(shí),Ksp(PbCO3)=1.46×10-13,Ksp(PbSO4)= 1.82×10-8,用離子方程式表示加入碳酸鈉溶液的作用            。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐袛嘞铝袑?shí)驗(yàn)操作或裝置正確的是

目的

A.檢驗(yàn)火柴頭燃燒

產(chǎn)生的SO2

B.配制稀硫酸

溶液

C.分離Cl2與KBr

反應(yīng)生成的Br2

D.檢查裝置

氣密性

裝置

操作

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


肼是重要的化工原料。某探究小組利用下

列反應(yīng)制取水合肼(N2H4·H2O)。

CO(NH2)2+ 2NaOH + NaClO = Na2CO3 + N2H4·H2O + NaCl

實(shí)驗(yàn)一: 制備NaClO溶液。(實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示)

(1)配制30%NaOH溶液時(shí),所需玻璃儀器除量筒外還有     (填標(biāo)號(hào))。

A.容量瓶      B.燒杯      C.燒瓶      D.玻璃棒 

(2) 錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是          。

(3) 因后續(xù)實(shí)驗(yàn)需要,需利用中和滴定原理測(cè)定反應(yīng)后錐形瓶中混合溶液的NaOH的濃

度。請(qǐng)選用所提供的試劑(H2O2溶液、FeCl2溶液、0.1000mol·L-1鹽酸、酚酞試液),設(shè)計(jì)實(shí)

驗(yàn)方案。                                                                      。

實(shí)驗(yàn)二: 制取水合肼。(實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示)控制反應(yīng)溫度,將分液漏斗中溶液緩慢滴入

三頸燒瓶中,充分反應(yīng)。加熱蒸餾三頸燒瓶?jī)?nèi)的溶液,收集108~114℃餾分。(已知:N2H4·H2O + 2NaClO = N2↑ + 3H2O + 2NaCl)

(4)分液漏斗中的溶液是            (填標(biāo)號(hào))。

     A.CO (NH2) 2溶液   B.NaOH和NaClO混合溶液

    選擇的理由是                                        。

實(shí)驗(yàn)三: 測(cè)定餾分中肼含量。

稱取餾分5.000g,加入適量NaHCO3固體,加水配成250mL溶液,移出25.00mL,用0.1000mol·L-1的I2溶液滴定。滴定過程中,溶液的pH保持在6.5左右。

(已知:N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O)

(5)滴定過程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,原因是                 。

(6)實(shí)驗(yàn)測(cè)得消耗I2溶液的平均值為18.00mL,餾分中水合肼(N2H4·H2O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為         。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:


“哥倫比亞號(hào)”航天飛機(jī)的失事原因之一是覆蓋在航天飛機(jī)外層的一片微不足道的隔熱瓦脫離,引起飛機(jī)外表金屬溫度迅速升高而熔化解體。

其中照片顯示,在“哥倫比亞號(hào)”機(jī)翼下方有幾片小瓷片脫落,引起了科學(xué)家的注意,這是一種覆蓋在航天飛機(jī)表面的特殊的陶瓷片,其主要作用是________。

A.增加航天飛機(jī)的強(qiáng)度,防止流星和太空垃圾撞擊而損壞航天飛機(jī)

B.將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供航天飛機(jī)使用

C.便于雷達(dá)跟蹤,接受地面指揮中心的指令

D.在返回大氣層時(shí),陶瓷耐高溫隔熱,有效地保護(hù)航天飛機(jī)平安返回地面

(2)隔熱瓦是一種金屬陶瓷,金屬陶瓷是由陶瓷和黏結(jié)金屬組成的非勻質(zhì)的復(fù)合材料。下列關(guān)于復(fù)合材料的說法不正確的是________。

A.由兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的物質(zhì)叫復(fù)合材料

B.復(fù)合材料一般具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異功能,在綜合性能上超過了單一材料

C.玻璃鋼是以玻璃纖維和樹脂組成的復(fù)合材料,它可做船體,汽車車身等,也可做印刷電路板

D.復(fù)合材料的熔、沸點(diǎn)一般比它的各組成成分的熔、沸點(diǎn)低

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