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(14分)锰锌铁氧体可制备隐形飞机上吸收雷达波的涂料。以废旧锌锰电池为原料制备锰...

(14分)锰锌铁氧体可制备隐形飞机上吸收雷达波的涂料。以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体(MnxZn1-xFe2O4)的主要流程如下,请回答下列问题:

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(1)酸浸时,二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为      

(2)活性铁粉除汞时,铁粉的作用是       (填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”)。

(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液中,带出汞蒸汽经KMnO4溶液进行吸收而实现的。下图是KMnO4溶液处于不同pH时对应Hg的单位时间去除率变化图,图中物质为Hg与 MnO4-在该pH范围内反应的主要产物。

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①pH<6时反应的离子方程式为      

②请根据该图给出pH对汞去除率影响的变化规律:      

③试猜想在强酸性环境下汞的单位时间去除率高的原因:       。(不考虑KMnO4在酸性条件下氧化性增强的因素)

(4)当x=0.2时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强,试用氧化物的形式表示该锰锌铁氧体的组成      

(5)经测定滤液成分后,需加入一定量的MnSO4和铁粉,其目的是      

 

(14分) (1)MnO2 + H2O2 + H2SO4=MnSO4 +O2↑ + 2H2O(2分) (2)还原剂(2分) (3)①5Hg+2MnO4-+16H+=5Hg2++2Mn2++8H2O(2分) ②随pH的升高汞的去除率先降低后增加(2分) ③Mn2+具有催化作用,单位时间内去除率高(2分) (4)MnO·4ZnO·5Fe2O3(2分)(不要求物质书写的顺序) (5)调节滤液离子的成分,符合水热后获得锰锌铁氧化体组成(2分) 【解析】 试题分析:(1)酸浸时,二氧化锰作氧化剂,过氧化氢作还原剂,则过氧化氢被氧化为氧气,则二氧化锰被还原为锰离子,所以发生的化学方程式是MnO2 + H2O2 + H2SO4=MnSO4 +O2↑ + 2H2O; (2)铁粉与汞离子发生置换反应生成亚铁离子和单质汞,所以加入的铁粉在该反应中作还原剂; (3)①pH<6时,以锰离子和汞离子形式存在,则Hg被高锰酸钾溶液吸收,生成锰离子和汞离子,因为是酸性溶液,所以有氢离子参加,产物中有水生成,离子方程式是5Hg+2MnO4-+16H+=5Hg2++2Mn2++8H2O; ②根据图像中曲线的走势可判断,随pH的升高汞的去除率先降低后增加; ③不考虑KMnO4在酸性条件下氧化性增强的因素,反应开始产生的锰离子对该反应具有催化作用,使反应速率加快,单位时间去除率高; (4)x=0.2时,+2价Mn与+2价Zn的个数比是0.2:0.8=1:4,Mn、Zn整体与+3价Fe的比是1:2,所以该锰锌铁氧体的组成可表示为MnO·4ZnO·5Fe2O3; (5)根据(4)可知锰锌铁氧体物质中各金属元素原子应满足一定的个数比,所以加入硫酸锰和Fe粉的目的是调节滤液离子的成分,符合水热后获得锰锌铁氧化体组成。 考点:考查对物质制备流程的分析与判断  
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(15分)实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应如下:

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已知:

①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃)。 

②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸。 

③石蜡油沸点高于250℃   

④苯甲醇沸点为205.3℃

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实验步骤如下:

①向图l所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。

②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL,摇动均匀,冷却至室温。然后用乙醚萃取三次,每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10 mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤,然后分液,将水层弃去,所得醚层进行实验步骤③。

③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶中,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2所示的蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式,继续升高温度并收集205℃~206℃的馏分得产品A。

④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B。

根据以上步骤回答下列问题:

(1)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需       (仪器名称)。

(2)步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去       ,而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,请用离子方程式说明其产生的原因      

(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是       ,锥形瓶上要加塞的原因是       ,产品A为      

(4)步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为       ;蒸馏得产品A的加热方式是      

(5)步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为      

 

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(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。

(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:

①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)    △H1

②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)    △H2

则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)   △H=       。(请用含有△H1、△H2的式子表示)

(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:

温度(K)

平衡时NH3的物质的量(mol)

T1

2.4

T2

2.0

已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。

①则T1       T2(填“>”、“<”或“=”)

②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)=       ,平衡时N2的转化率α(N2)=      

③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量(满分5 manfen5.com)、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是      

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(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。

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①M区发生的电极反应式为      

②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量为       g(假设溶液电解前后体积不变)。

 

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根据下列实验或实验操作和现象,所得结论正确的是

 

实验或实验操作

现象

实验结论

A

用大理石和盐酸反应制取CO2 气体,立即通入一定浓度的Na2SiO3 溶液中

出现白色沉淀

H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强

B

向某溶液先滴加硝酸酸化,再滴加BaCl2溶液

有白色沉淀生成

原溶液中含有SO42-、SO32-、HSO3-中的一种或几种

C

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试管b比试管a中溶液的红色深

增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动

D

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左边棉球变为橙色,右边棉球变为蓝色

氧化性:Cl2>Br2>I2

 

 

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用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如下。下列有关说法不正确的是

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A.制取玻璃的同时产生CO2气体,制取粗硅时生成的气体产物为CO

B.生产高纯硅、铝、铜及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应

C.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法

D.黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料

 

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下列有关说法正确的是

A常温下,0.1 mol·L-1Na2S溶液中存在:c(OH)=c(H)+c(HS)+c(H2S)

B常温下,0.1 mol·L1HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液恰好完全反应时,溶液中一定存在:c(Na)=c(A)>c(OH)=c(H)

C常温下,将0.1 mol·L-1CH3COOH溶液加水稀释,当溶液的pH从3.0升到4.0时,溶液中满分5 manfen5.com的值增大到原来的10倍

D常温下,pH=7的CH3COONa和CH3COOH混合溶液中c(Na)=0.1 mol·L-1:c(Na)=c(CH3COOH)>c(CH3COO)>c(H)=c(OH)

 

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