【題目】某工廠用軟錳礦(主要成分是MnO2,含少量Al2O3和SiO2)和閃鋅礦(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS等雜質)為原料制備MnO2和Zn(干電池原料),其簡化流程如下:
已知:反應Ⅰ中所有金屬元素均以離子形式存在。有關常數(shù):Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33、Ksp[Fe(OH)3]=3.0×10-39、Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13、Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17、Ksp(MnCO3)=2.0×10-11、Ka1(H2CO3)=4.0×10-7、Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。回答下列問題:
(1)濾渣1中除了SiO2以外,還有一種淡黃色物質,該物質是由MnO2、CuS與硫酸共熱時產生的,請寫出該反應的離子方程式____________________________。
(2)反應Ⅱ中加入適量金屬鋅的目的是為了回收某種金屬,濾渣2的主要成分是___________。
(3)反應Ⅲ中MnO2的作用是_______________________,若反應后溶液中Mn2+、Zn2+均為0.1mol·L-1,需調節(jié)溶液pH范圍為_______________(溶液中,當一種離子的濃度小于10-6mol/L時可認為已不存在),X可以是_________。(填字母代號)
a.MgO b.Zn(OH)2 c.Cu2(OH)2CO3 d.MnCO3
(4)反應Ⅳ中電極均是惰性電極,寫出陽極電極反應式________________________。本工藝可以循環(huán)利用的物質有MnO2、Zn和_________。
(5)MnCO3有多種用途。廢水處理領域中常用NH4HCO3溶液將Mn2+轉化為MnCO3,該反應的離子方程式為______。試通過題述有關數(shù)據(jù)簡要計算說明該反應能進行的原因:____________________________。
【答案】CuS+MnO2+4H+Cu2++Mn2++S↓+2H2OCu將Fe2+氧化為Fe3+5.0<pH<6.0(或5~6)bdMn2+2e+2H2O=MnO2+4H+H2SO4Mn2++2HCO3—= MnCO3↓+CO2↑+H2O由于K=7.0×106>105,所以該反應能進行
【解析】
(1) 軟錳礦(主要成分是MnO2,含少量Al2O3和SiO2)和閃鋅礦(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS等雜質)中加入硫酸,只有二氧化硅不能被硫酸溶解,因此濾渣1中含有SiO2,由于MnO2具有強氧化性,能夠在酸性溶液中將CuS氧化生成硫,反應的離子方程式為CuS+MnO2+4H+Cu2++Mn2++S↓+2H2O,故答案為:CuS+MnO2+4H+Cu2++Mn2++S↓+2H2O;
(2)反應Ⅱ中加入適量金屬鋅的目的是為了回收某種金屬,是因為鋅能夠將銅從溶液中置換出來,因此濾渣2的主要成分是Cu,故答案為:Cu;
(3) MnO2具有強氧化性,反應Ⅲ中MnO2能夠將Fe2+氧化為Fe3+,若反應后溶液中Mn2+、Zn2+均為0.1mol·L-1,根據(jù)流程圖,此過程中需要除去鐵離子和鋁離子,不能沉淀Mn2+、Zn2+。根據(jù)Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13、Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-17,則需調節(jié)溶液中的c(OH-)分別小于==×10-6 mol·L-1、==1.0×10-8 mol·L-1,則c(OH-)<1.0×10-8 mol·L-1,即pH<6,根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33、Ksp[Fe(OH)3]=3.0×10-39,則需調節(jié)溶液中的c(OH-)分別大于==1.0×10-9 mol·L-1、==×10-11mol·L-1,則c(OH-)>1.0×10-9 mol·L-1,即pH>5,因此pH范圍為5.0<pH<6.0,為了不引入雜質,X可以是Zn(OH)2和MnCO3,故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+;5.0<pH<6.0(或5~6);bd;
(4)反應Ⅳ中電極均是惰性電極,電解硫酸錳和硫酸鋅的混合溶液,根據(jù)流程圖,電解生了二氧化錳和鋅,則陽極電極反應式為Mn2+2e+2H2O=MnO2+4H+。本工藝可以循環(huán)利用的物質有MnO2、Zn和硫酸,故答案為:Mn2+2e+2H2O=MnO2+4H+;H2SO4;
(5)廢水處理領域中常用NH4HCO3溶液將Mn2+轉化為MnCO3,反應的離子方程式為Mn2++2HCO3—= MnCO3↓+CO2↑+H2O,該反應的平衡常數(shù)K====7.0×106>105,所以該反應能進行,故答案為:Mn2++2HCO3—= MnCO3↓+CO2↑+H2O;由于K=7.0×106>105,所以該反應能進行。
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【題目】下列敘述中,不能用勒夏特列原理解釋的是
A. 紅棕色的NO2,加壓后顏色先變深后變淺
B. 高壓比常壓有利于合成SO3的反應
C. 加入催化劑有利于氨的合成
D. 工業(yè)制取金屬鉀Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)選取適宜的溫度,使K變成蒸氣從反應混合物中分離出來
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【題目】在2L的容器中放入4mol N2O5,發(fā)生如下反應:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。反應進行到5min時,測得N2O5轉化了20%,
(1)5min時,剩余N2O5的物質的量;
(2)前5min,v(NO2)為多少;
(3)5min時,N2O5的物質的量占混合氣體總物質的量的百分比(保留一位小數(shù))。
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【題目】亞硝酸鈣[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加劑的主要原料。某興趣小組擬制備Ca(NO2)2并對其性質進行探究;卮鹣铝杏嘘P問題。
(背景素材)Ⅰ.NO+CaO2=Ca(NO2)2;2NO2+CaO2=Ca(NO3)2;
II.亞硝酸具有一定的氧化性和還原性,酸性條件下:Ca(NO2)2能將I-氧化為I2;
Ⅲ.I2+2S2O32—=2I-+S4O62—
(制備Ca(NO2)2)該小組設計的制備裝置如圖所示(夾持裝置略去)。
(1)儀器Ⅰ的名稱是___________________;B中盛裝的試劑是____________________。
(2)制備過程有關操作如下,正確順序為_______、c、_______、_______、_______、_______。
a.向裝置中通入N2 b.向儀器Ⅰ中滴加稀硝酸 c.點燃酒精燈 d.熄滅酒精燈 e.停止通入N2 f.關閉分液漏斗旋塞
(3)裝置E中,酸性K2Cr2O7溶液可將剩余的NO氧化成NO3—,溶液由橙色變?yōu)榫G色(Cr3+),發(fā)生反應的離子方程式為__________________________。
(4)整個過程持續(xù)通N2的作用是______________、_____________、____________。
(測定Ca(NO2)2的純度)該小組測定產品中Ca(NO2)2純度的方法如下:a.稱取mg產品、溶解、定容至250mL;b.移取25.00mL溶液于錐形瓶中,加入過量的V1 mLc1mol/L的KI溶液并酸化;c.以淀粉為指示劑,用c2mol/L的Na2S2O3溶液滴定。進行三次平行實驗,消耗標準液體積平均值為V2 mL。
(5)測定過程所需儀器在使用前必須檢查是否漏液的有______________________。
(6)該產品中Ca(NO2)2的質量分數(shù)為_____________________。
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【題目】(題文)(題文)在恒溫、恒容條件下,能說明可逆反應:H2(g)+I2(g) 2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是
A. 氣體的壓強保持不變 B. v(H2)正=2v(HI)逆
C. 氣體的密度保持不變 D. 氣體的顏色保持不變
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【題目】(題文)近年來,研究人員提出利用含硫物質熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲。過程如下:
(1)反應Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反應Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反應Ⅱ的熱化學方程式:________________。
(2)對反應Ⅱ,在某一投料比時,兩種壓強下,H2SO4在平衡體系中物質的量分數(shù)隨溫度的變化關系如圖所示。
p2_______p 1(填“>”或“<”),得出該結論的理由是________________。
(3)I-可以作為水溶液中SO2歧化反應的催化劑,可能的催化過程如下。將ii補充完整。
i.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+__________________+_______+2 I-
(4)探究i、ii反應速率與SO2歧化反應速率的關系,實驗如下:分別將18 mL SO2飽和溶液加入到2 mL下列試劑中,密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序號 | A | B | C | D |
試劑組成 | 0.4 mol·L-1 KI | a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 KI 0.0002 mol I2 |
實驗現(xiàn)象 | 溶液變黃,一段時間后出現(xiàn)渾濁 | 溶液變黃,出現(xiàn)渾濁較A快 | 無明顯現(xiàn)象 | 溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快 |
①B是A的對比實驗,則a=__________。
②比較A、B、C,可得出的結論是______________________。
③實驗表明,SO2的歧化反應速率D>A,結合i、ii反應速率解釋原因:________________。
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【題目】已知熱化學方程式:
① C2H2(g) +5/2O2(g) == 2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1301.0 kJmol-1
② C(s)+ O2(g) == CO2(g) △H2=-393.5 kJmol-1
③ H2(g)+ O2(g) == H2O(1) △H3 = -285.8 kJ·mol-1
則反應④ 2C(s)+ H2(g) == C2H2(g)的△H為( )
A. +228.2 kJ·mol-1 B. -228.2 kJ·mol-1
C. +1301.0 kJ·mol-1 D. +621.7 kJ·mol-1
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【題目】我國要求在全國范圍內形成全民節(jié)能減排氛圍。下列有關做法中不符合這一要求的是( )
A、將煤液化、氣化,提高燃料的燃燒效率
B、在汽車上安裝汽車尾氣催化轉化裝置,使之發(fā)生反應:
2CO+2NO2CO2+N2
C、在大力推廣乙醇汽油的同時,研究開發(fā)太陽能汽車和氫氧燃料電池汽車
D、在水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電和風力發(fā)電中,要大力發(fā)展火力發(fā)電
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