【題目】錳鋅鐵氧體是應用廣泛的高性能磁性材料,F以akg廢舊堿性鋅錳電池為原料(含錳元素的物質:MnO2占b%,MnOOH占c%)制備錳鋅鐵氧體,主要流程如下:
(1)酸浸廢電池時,被溶解生成Zn2+的物質有______,SO2的作用是_____(填字母編號)。
A.漂白劑 | B.沉淀劑 | C.氧化劑 | D.還原劑 |
(2)除汞是以氮氣為載體吹入濾液帶出汞蒸汽,經KMnO4溶液吸收而實現的。如圖是KMnO4溶液處于不同pH時對應的單位時間Hg去除率變化圖,圖中物質為Hg與MnO4-在該pH范圍反應的主要產物。
①pH<6時反應的離子方程式為___________。
②汞的去除速率隨pH變化的規(guī)律是_________。
(3)鋅錳干電池中MnO2可以用碳酸錳在空氣中煅燒制得。
已知25℃,101 kPa時:2MnO(s)+O2(g)=2MnO2(s) H=-272.0 kJ/mol
MnCO3(s)=MnO(s)+CO2(g) H=+116.6 kJ/mol
碳酸錳在空氣中煅燒反應生成MnO2的熱化學方程式是_______________。
(4)x=0.2的錳鋅鐵氧體具有較高的飽和磁場強度,該錳鋅鐵氧體的組成用氧化物形式(最簡整數比)表示為____________。若制得這種錳鋅鐵氧體的質量為100 kg,在制取過程中不考慮損耗,需補充硫酸錳晶體(MnSO4·H2O)_________kg。(只列出計算式)
【答案】Zn、Zn(OH)2 D 2MnO4-+5Hg+16H+=2Mn2++5Hg2++8H2O 隨pH增大,汞的去除速率先減小后增大 2MnCO3(s)+O2(g)=2MnO2(s)+2CO2(g) H=-38.8 kJ/mol MnO·4ZnO·5Fe2O3 169×(--)
【解析】
廢舊堿性鋅錳電池中含有Zn、Zn(OH)2、碳粉以及MnO2和MnOOH等,加入稀硫酸、通入二氧化硫,Zn、Zn(OH)2和硫酸反應生成Zn2+,MnO2和MnOOH在酸性條件下被二氧化硫還原為Mn2+,過濾除去碳粉,濾液中加入鐵粉、MnSO4·H2O,煮沸1h,再加氨水調節(jié)PH至7~10.5,純化燒結得到錳鋅鐵氧體。
(1)鋅錳電池中含有鋅的物質有Zn、Zn(OH)2,可以與酸反應生成鋅離子;SO2在此作了還原劑。
(2)①據圖得pH<6時主要以Mn2+和Hg2+存在,故反應:2MnO4-+5Hg+16H+=2Mn2++5Hg2++8H2O;②據圖像得隨pH增大,汞的去除速率先減小后增大。
(3)已知25℃,101 kPa時:①2MnO(s)+O2(g)=2MnO2(s) H1=-272.0 kJ/mol②MnCO3(s)=MnO(s)+CO2(g) H2=+116.6 kJ/mol碳酸錳在空氣中煅燒反應生成MnO2的化學方程式是2MnCO3(s)+O2(g)=2MnO2(s)+2CO2(g) H3,據蓋斯定律H3=H1+2H2=-38.8 kJ/mol。
(4)x=0.2時,錳鋅鐵氧體的化學式為Mn0.2Zn0.8Fe2O4,化為整數關系為Mn1Zn4Fe10O20,寫成氧化物形式:MnO·4ZnO·5Fe2O3;據題意aKg電池中Mn的物質的量=+,100 kg錳鋅鐵氧體中Mn的物質的量為100/1195=, 需補充硫酸錳晶體(MnSO4·H2O)物質的量=-(+),質量=169×(--) kg。
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【題目】有效去除大氣中的NOx和SO2是環(huán)境保護的重要課題。
(1)酸性條件下,NaClO2吸收NO的相關熱化學方程式如下:
4NO(g) + 3NaClO2(aq) + 2H2O(l) = 4HNO3(aq) + 3NaCl(aq) ΔH= a kJ·mol1
5NaClO2(aq) + 4HCl(aq) = 4ClO2(g) + 2H2O(l) + 5NaCl(aq) ΔH= b kJ·mol1
反應5NO(g) + 3ClO2(g) + 4H2O(l) = 5HNO3(aq) + 3HCl(aq) ΔH=________kJ·mol1。
(2)用電解法處理氮氧化物可回收硝酸。實驗室模擬電解NO2的裝置如圖-1所示。寫出電解時陽極的電極反應式:________。
(3)用CO(NH2)2水溶液吸收SO2并通入O2,反應生成(NH4)2SO4和CO2。寫出該反應的化學方程式:___________。
(4)利用活性焦炭的吸附作用,可以對煙氣進行脫硫和脫硝。被吸附的NO2與活性焦炭反應生成N2和CO2,當生成1 mol N2時,轉移的電子數為_________mol。
(5)一定條件下,將一定濃度NOx(NO2和NO的混合氣體)通入0.05 mol·L1的Ca(OH)2乳濁液中,發(fā)生的反應為:3NO2 + 2OH-= NO +2NO3-+ H2O;NO + NO2 +2OH-= 2NO2- + H2O。改變,NOx的去除率見圖-2。
①的合適范圍是___________________。
②當大于1.4時,NO2去除效率升高,但NO去除效率卻降低。其可能的原因是______ 。
③O3和NO發(fā)生的主要反應為:NO + O3 = NO2 + O2。保持NO的初始濃度不變,改變,將反應后的混合氣體通入0.05mol·L1Ca(OH)2乳濁液中吸收。為節(jié)省O3的用量,又能保持NOx去除效果,則合適的值約為_________。
a.0.6 b.0.8 c.1.4
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【題目】銅鎂合金2.14 g完全溶于一定濃度的硝酸,硝酸被還原成NO2、NO、N2O三種氣體且標準況下它們體積均為0.224 L。反應后的溶液中加入足量氫氧化鈉溶液,生成的沉淀經過濾、洗滌、干燥后稱量,質量為
A.3.12 gB.4.68 gC.5.08 gD.4.18 g
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【題目】50 mL濃H2SO4溶液(足量)中加入3.2 g Cu,在加熱條件下充分反應:
(1)將題干中反應后的溶液稀釋到500 mL,取出50 mL,并向取出液中加入足量的BaCl2溶液,得到沉淀19.81 g,則原濃硫酸的物質的量濃度為____。
(2)若題干中濃硫酸的物質的量濃度為a mol/L,投入足量的銅片加熱,充分反應后,被還原的硫酸的物質的量n(H2SO4)___0.025a mol(填“等于”、“大于”或“小于”)。
(3)反應消耗的H2SO4的物質的量是____,生成SO2的體積為(標準狀況下)_____mL。
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【題目】高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料,又稱“半導體”材料,它的發(fā)現和使用曾引起計算機的一場“革命”。這種材料可以按下列方法制備:
SiO2Si(粗) SiHCl3Si(純)
(1)寫出步驟①的化學方程式:___。
(2)步驟②經過冷凝得到的SiHCl3(沸點為33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點為57.6℃)和HCl(沸點為-84.7℃),提純SiHCl3的主要化學操作的名稱是___;SiHCl3和SiCl4一樣遇水可發(fā)生劇烈水解,已知SiHCl3水解會生成兩種氣態(tài)產物,請寫出其水解的化學方程式:___。
(3)請寫出二氧化硅與氫氟酸反應的化學方程式:___。
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【題目】實驗室模擬合成硫酸的流程如下:
從下圖中選擇制取氣體的合適裝置:
(1)裝置C的名稱為__________,實驗室通常用裝置C制備_____。
A.H2 B.C2H2 C.CO2 D.NH3
(2)實驗室用裝置D制備O2的化學方程式為____________________。
(3)若用裝置B制備SO2,可以選用試劑為_____。
A.濃硫酸、亞硫酸鈉固體 B.濃硫酸、銅片
C.稀硫酸、亞硫酸鈉溶液 D.濃硫酸、鐵屑
(4)SO2和O2通過甲裝置,甲裝置的作用除了可以控制SO2、O2的流速外,還可以__________、__________。
(5)使用乙處導出的有關氣體制成硫酸,下列a、b、c三套裝置中你選擇的是_______,該套裝置與其它裝置比較,其優(yōu)點是___________________________________。
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【題目】石油是工業(yè)的血液,通過它可以得到很多重要的化工產品。
已知:+
(1)B和A為同系物,B的結構簡式為____,其含有的官能團名稱為____。
(2)反應①的化學方程式為___,其反應類型為____。
(3)寫出檢驗C3H5Cl中含有的Cl原子的方法____。
(4)C的結構簡式為___。
(5)反應④的化學方程式為_____。
(6)設計一條由乙烯為原料制備D的合成路線(其他無機原料任選)。___
合成路線流程圖示例如下:CH3CH2OHCH2=CH2BrH2C-CH2Br。
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【題目】我國城市為了減少燃煤造成的大氣污染,對于作民用燃料的煤進行了多方面的改進。
(1)為了除去煤中的含硫化合物,采用FeCl3脫硫,即用FeCl3溶液浸洗煤粉,發(fā)生如下反應:FeS2+14FeCl3+8H2O=2FeSO4+13FeCl2+16HCl。
①該反應中的氧化劑是________,若有1 mol FeS2被除去,則發(fā)生轉移的電子的物質的量是________。
②為了充分利用Fe2+并減少酸(HCl)污染,本方法中可利用工業(yè)廢鐵屑和氯氣讓廢液重新利用生成FeCl3。請寫出這一過程中有關的離子方程式:_____________。
(2)另一種方法是采用“固硫法”,即在燃料中加入生石灰,使含硫煤在燃燒時生成的SO2不能逸出而進入爐渣中,試用化學方程式表示這一“固硫”過程:_______、________。
(3)某城市采用了以油制氣代替煤作民用燃料的做法。油制氣的主要成分是丙烷,請寫出其燃燒的化學方程式:_____________。
(4)綠色能源是人類的理想能源,不會造成環(huán)境污染,下列能源屬于綠色能源的是________。
A 氫能源 B 太陽能 C 風能 D 石油
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