分析 以含錳廢舊堿性鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體,二氧化硫能與二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳,過(guò)濾除去不溶性雜質(zhì)碳粉等,濾液中加入鐵粉,鐵粉具有還原性,能把汞離子還原為汞單質(zhì),除去汞,吹出的汞用高錳酸鉀溶液吸收,除汞后的溶液加入鐵粉、硫酸錳煮沸,純化燒結(jié)得到錳鋅鐵氧體.
(1)鋅錳電池酸浸廢電池時(shí),被溶解生成Zn2+的物質(zhì)有Zn、Zn(OH)2,SO2的作用是還原劑;
(2)①由圖可知,pH<6時(shí)Hg與酸性高錳酸鉀反應(yīng)生成Hg2+、Mn2+;
②由圖可知,隨pH值的升高汞的去除率先降低后增加;
(3)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式;
(4)Mn為+2價(jià)、Zn為+2價(jià),利用化合價(jià)代數(shù)和為0,計(jì)算Fe元素化合價(jià),再結(jié)合Mg、Zn、Fe原子數(shù)目之比改寫(xiě)為氧化物形式;結(jié)合錳原子守恒可知,補(bǔ)充硫酸錳晶體錳的物質(zhì)的量等于錳鋅鐵氧體晶體中錳的物質(zhì)的量與原廢舊堿性鋅錳電池中錳元素的物質(zhì)的量之和,進(jìn)而計(jì)算需補(bǔ)充硫酸錳晶體質(zhì)量.
解答 解:(1)堿性鋅錳干電池工作原理為:Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH,酸浸廢電池時(shí),鋅被溶解生成Zn2+,Zn(OH)2被溶解生成Zn2+,二氧化硫能與二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳,SO2的作用是還原劑,
故答案為:Zn、Zn(OH)2;D;
(2)①由圖可知,pH<6時(shí)Hg與酸性高錳酸鉀反應(yīng)生成Hg2+、Mn2+,反應(yīng)離子方程式為:5Hg+2MnO4-+16H+=5Hg2++2Mn2++8H2O,
故答案為:5Hg+2MnO4-+16H+=5Hg2++2Mn2++8H2O;
②由圖象可知,汞的吸收率隨著PH的增大先減小后增大,
故答案為:隨pH增大,汞的去除速率先減小后增大;
(3)2MnO(s)+O2(g)═2MnO2(s)△H=-272.0kJ/mol①
MnCO3(s)═MnO(s)+CO2(g)△H=+116.6kJ/mol②
將①+②×2可得:2MnCO3(S)+O2(g)═2MnO2(S)+2CO2(g)△H=[-272.0+2×(+116.6)]kJ/mol=-38.8 kJ/mol;
故答案為:2MnCO3(s)+O2(g)═2MnO2(s)+2CO2(g)△H=-38.8 kJ/mol;
(4)Mn為+2價(jià)、Zn為+2價(jià),當(dāng)x=0.2時(shí),利用化合價(jià)代數(shù)和為0,可知Fe元素化合價(jià)為+3,改寫(xiě)為氧化物形式為:MnO•4ZnO•5Fe2O3,若制得這種錳鋅鐵氧體的質(zhì)量為100kg,則錳的物質(zhì)的量為$\frac{100×0.2}{239}$mol,a kg廢舊堿性鋅錳電池為原料(含錳元素的物質(zhì):MnO2占b%,MnOOH占c%),所含的錳的物質(zhì)的量為($\frac{a×b%}{87}$$+\frac{ac%}{88}$)mol,所以需補(bǔ)充硫酸錳晶體質(zhì)量為169×($\frac{20}{239}$-$\frac{ab%}{87}$-$\frac{ac%}{88}$)kg,
故答案為:MnO•4ZnO•5Fe2O3;169×($\frac{20}{239}$-$\frac{ab%}{87}$-$\frac{ac%}{88}$).
點(diǎn)評(píng) 本題考查錳鋅鐵氧體制備工藝,側(cè)重考查物質(zhì)的分離提純、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、讀圖獲取信息能力等,側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移運(yùn)用,題目難度中等.
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A. | 用鋼瓶?jī)?chǔ)存液氯或濃硫酸 | |
B. | 硅膠可用作食品干燥劑 | |
C. | pM2.5是指大氣中直徑接近2.5×10-6m的顆粒物,它分散在空氣中形成膠體 | |
D. | 神舟10號(hào)飛船所用太陽(yáng)能電池板的材料是單晶硅 |
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溫度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
平衡常數(shù) | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
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A. | 60% | B. | 40% | C. | 30% | D. | 70% |
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