【題目】堿性鋅錳電池是日常生活中消耗量最大的電池,其構(gòu)造如圖所示。放電時總反應(yīng)為:Zn+2H2O+2MnO2=Zn(OH)2+2MnOOH。

從廢舊堿性鋅錳電池中回收ZnMnO2的工藝如圖所示:

回答下列問題:

(1)MnOOH中,Mn元素的化合價為_________。

(2)“還原焙燒過程中,高價金屬化合物被還原為低價氧化物或金屬單質(zhì)(其中MnOOH、MnO2被還原成MnO),主要原因是粉料中含有_________。

(3)“凈化是為了除去浸出液中的Fe2,方法是:加入______(填化學(xué)式)溶液將Fe2氧化為Fe3,再調(diào)節(jié)pH使Fe3沉淀完全。常溫下,已知浸出液中Mn2、Zn2的濃度約為0.1 mol/L,根據(jù)下列數(shù)據(jù)計算,調(diào)節(jié)pH的合理范圍是________________。(離子濃度小于1×105 mol/L即為沉淀完全)

化合物

Mn(OH)2

Zn(OH)2

Fe(OH)3

Ksp近似值

1013

1017

1038

(4)“電解時,陽極的電極反應(yīng)式為_________。本工藝中應(yīng)循環(huán)利用的物質(zhì)是_______(填化學(xué)式)

(5)若將粉料直接與鹽酸共熱反應(yīng)后過濾,濾液的主要成分是ZnCl2MnCl2,且生成一種黃綠色氣體,粉料中的MnOOH與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

【答案】3 C H2O2(KMnO4) 3 6 Mn2-2e+2H2O=MnO24H H2SO4 2MnOOH+6HClCl2↑+2MnCl2+4H2O

【解析】

(1)根據(jù)化合價代數(shù)和為0計算;

(2-4)廢舊堿性鋅錳電池粉料中含有碳具有還原性,還原焙燒過程中,碳將高價金屬化合物被還原為低價氧化物或金屬單質(zhì)(其中MnOOH、MnO2被還原成MnO),后用硫酸溶解鐵、鋅和MnO得到MnSO4溶液和少量Fe2+Zn2+,凈化過程中加入H2O2溶液將少量Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)節(jié)pH使Fe3+完全沉淀,最終得到MnSO4溶液和Zn2+,電解陽極Mn2+失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MnO2,陰極Zn2+得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Zn,廢電解液為硫酸,據(jù)此分析解答;

(5)根據(jù)MnOOH具有氧化性,與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)書寫化學(xué)方程式。

(1)根據(jù)化合價代數(shù)和為0,在MnOOH中,O-2價,H+1價,所以Mn元素的化合價為+3價;

(2)廢舊堿性鋅錳電池粉料中含有碳具有還原性,還原焙燒過程中,單質(zhì)碳將高價金屬化合物被還原為低價氧化物或金屬單質(zhì)(其中MnOOH、MnO2被還原成MnO);

(3)“凈化是為了除去浸出液中的Fe2+,利用H2O2溶液具有氧化性將Fe2+氧化為Fe3+,再由Mn(OH)2、Zn(OH)2Ksp近似值可求得Mn2+,Zn2+開始沉淀時的氫氧根濃度分別為

=10-6,=10-8,即Mn2+,Zn2+開始沉淀時的pH分別為86,而Fe(OH)3沉淀完全時的氫氧根濃度為=10-11Fe(OH)3沉淀完全時的pH3,所以調(diào)節(jié)pH的合理范圍是 3—6,使Fe3+完全沉淀,Mn2+,Zn2+不沉淀;

(4)電解時,陽極上Mn2+失電子發(fā)生氧化反應(yīng),與溶液中的水發(fā)生反應(yīng)生成MnO2和水,則陽極的電極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;在陰極上溶液中的Zn2+得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成單質(zhì)Zn,廢電解液為硫酸,因此本工藝中應(yīng)循環(huán)利用的物質(zhì)是H2SO4

(5)“粉料中的MnOOH具有氧化性,與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生MnCl2、Cl2、H2O,根據(jù)電子守恒、原子守恒,可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnOOH+6HCl2MnCl2+Cl2↑+4H2O。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】正確表示下列反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為

A.FeBr2溶液中通入足量氯氣:2Fe2++4Br+3Cl2═2 Fe3++2 Br2+6Cl

B.向明礬溶液中滴加BaOH2溶液,恰好使SO42沉淀完全:

C.稀溶液與過量的KOH溶液反應(yīng):

D.醋酸除去水垢:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某小組制取氯氣并進行氯氣的性質(zhì)實驗,其裝置如圖所示,回答下列問題:

(1)儀器A的名稱是 ______,實驗中制備氯氣的反應(yīng)方程式為 ____________________

(2)C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______ .若將干燥的有色布條放入C中,觀察到的現(xiàn)象是 ______,原因是 ___________________________

(3)實驗中觀察到D溶液變藍色,查資料得知淀粉碘化鉀溶液是淀粉和碘化鉀(KI)的混合溶液,寫出D裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________。

(4)F中氯氣與鐵粉反應(yīng)制備無水三氯化鐵,查資料知該化合物呈棕紅色、易吸水潮解, 100℃左右時升華.雙通管F中玻璃纖維(不參與反應(yīng))的作用是 ______ ;在F和H裝置之間安裝G裝置的目的是____

(5)H中NaOH溶液的作用是 _______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CH3OH 是一種無色有刺激性氣味的液體,在生產(chǎn)生活中有重要用途。

Ⅰ.目前工業(yè)上有一種方法是用 CO2 生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g) +3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),該反應(yīng)的能量變化如圖所示:

(1)你認為該反應(yīng)為_____(填放熱或吸熱)反應(yīng).

(2)恒容容器中,對于以上反應(yīng),能加快反應(yīng)速率的是_____。

a.升高溫度 b.充入 He c.加入催化劑 d.降低壓強

Ⅱ. CH3OH 也是一種重要的燃料,一定條件下發(fā)生反應(yīng):

2CH3OH(g)3O2(g) =2 CO2(g)4H2O(g)

(3)某溫度下,將 4mol CH3OH 6 mol O2 充入 2 L 的密閉容器中經(jīng)過 4 min 反應(yīng)達到平衡,測得 c(O2)1.5mol·L1,4 min 內(nèi)平均反應(yīng)速率 υ(H2O)_____。

(4)CH3OH 燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一,這種燃料電池由甲醇、空氣(氧氣)、KOH(電解質(zhì)溶液)構(gòu)成。則下列說法正確的是_____(填序號)。

①電池放電時通入空氣的電極為負極

②電池放電時,電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱

③電池放電時每消耗 6.4 g CH3OH 轉(zhuǎn)移 1.2 mol 電子

(5) CH3OH、空氣(氧氣)、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極構(gòu)成燃料電池,該電池中負極上的電極反應(yīng)式是:____________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氮的化合物在農(nóng)藥生產(chǎn)及工業(yè)制造業(yè)等領(lǐng)域用途非常廣泛,請根據(jù)提示回答下列相關(guān)問題:

(1)基態(tài)氮原子的電子排布式為____,碳、氮、氧元素的第一電離能由小到大的順序為______(用元素符號表示)

(2)NH4Cl中陽離子的空間構(gòu)型為______,與NH4+互為等電子體的一種非極性分子的化學(xué)式為________

(3)NH4Cl受熱易分解產(chǎn)生氨氣,向CuSO4溶液中通入氨氣至過量,產(chǎn)生藍色沉淀,隨后沉淀溶解得到深藍色溶液,該溶液中存在的配離子的結(jié)構(gòu)式為_______(配位鍵用表示)。

(4)GaAsGaN均為原子晶體,GaAs熔點為1238℃,GaN熔點約為1500°,GaAs熔點低于GaN的原因為_________。

(5)GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其中As原子形成的空隙類型有正八面體形和正四面體形,該晶胞中Ga原子所處空隙類型為_______。已知GaAs的密度為ρ g/cm3,GaAs的摩爾質(zhì)量分別為 MGa g/molMAsg/mol,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,則GaAs晶胞中Ga之間的最短距離為_______pm(寫出表達式)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某研究性學(xué)習小組同學(xué)取V L濃縮的海水,用下圖所示裝置模擬工業(yè)法提溴;卮鹣铝袉栴}:

1)裝置A可用于實驗室制備氯氣,其反應(yīng)原理為________________________________(用離子方程式表示),裝置BSO2貯氣瓶,則Q中的溶液為________________

2)溴的富集過程:

①通入氯氣與通入熱空氣的順序是先通______________,通入氯氣時K1K2、K3的關(guān)、開方式是___________________。

②裝置D的作用是_______________________________,通入SO2時裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________

3)溴的精制:

①待裝置EBr-全部轉(zhuǎn)化為單質(zhì)后,再利用下圖中的____________(填字母)裝置進行蒸餾即可得到純溴。

②假設(shè)最終得到m g純溴,實驗中溴的利用率為b%,則濃縮海水中c(Br-)=______________.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列文字表述與反應(yīng)方程式對應(yīng)且正確的是 ( )

A. 溴乙烷中滴入AgNO3溶液檢驗其中的溴元素:Br-+Ag+ = AgBr↓

B. 用醋酸除去水垢:CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2

C. 苯酚鈉溶液通入少量CO2

D. 實驗室用液溴和苯在催化劑作用下制溴苯:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】AB、C是中學(xué)化學(xué)常見的三種物質(zhì),它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下所示(部分反應(yīng)條件及產(chǎn)物略去)

(1)A是一種淡黃色固體單質(zhì),則CH2O反應(yīng)的生成物為______(填化學(xué)式)。

(2)C是一種淡黃色固體化合物,則CCO2反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________

(3)A可由圖所示裝置制得,且B、C均為會污染空氣的氣體,請寫出A轉(zhuǎn)化成B的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料,廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。回答下列問題:

1)已知:(g) = (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol 1 ①,H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ΔH2=11.0 kJ·mol 1 ②,對于反應(yīng)(g)+ I2(g) =(g)+2HI(g) ③ΔH3=___________kJ·mol 1。

2)某溫度下,等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)③,起始總壓為105Pa,平衡時總壓增加了30%,環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為___,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=____Pa。達到平衡后,欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有_____(填標號)。

A.通入惰性氣體 B.提高溫度 C.增加環(huán)戊烯濃度 D.增加碘濃度 E.使用合適催化劑

3)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體,該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下,溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是____(填標號)。

AT1T2 Ba點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率

Ca點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率 Db點時二聚體的濃度為0.45 mol·L1

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