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废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电...

废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料,将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4·7H2O,含锰部分转化成纯度较高的MnO2,将NH4Cl溶液应用于化肥生产中,实验流程如下:

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(1)操作②中所用的加热仪器应选           (选填“蒸发皿”或“坩埚”)。

(2)将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀,请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式                        

(3)操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+。已知25℃时,

NH3·H2O的Kb

Zn2+完全沉淀的pH

Zn(OH)2溶于碱的pH

1.8×105

8.9

>11

 

由上表数据分析应调节溶液pH最好为             (填序号)。

a.9                 b.10               c.11

(4) MnO2精处理的主要步骤:

步骤1:用3%H2O2和6.0mol/L的H2SO4的混和液将粗MnO2溶解,加热除去过量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+)。反应生成MnSO4的离子方程式为              

步骤2:冷却至室温,滴加10%氨水调节pH为6,使Fe3+沉淀完全,再加活性炭搅拌,抽滤。加活性炭的作用是                         

步骤3:向滤液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液,调节pH至7,滤出沉淀、洗涤、干燥,灼烧至黑褐色,生成MnO2。灼烧过程中反应的化学方程式为               

(5) 查文献可知,粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固体。

①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下,浸泡温度对MnCO3产率的影响如图4,由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在          ℃左右;

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②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下,酸的浓度对MnCO3产率的影响如图5,由图看出硝酸的最佳浓度应选择             mol/L左右。

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(15分) (1)坩埚(1分)  (2)Fe3+ + 3NH3·H2O = Fe(OH)3 + 3NH4+(2分) (3)a (2分) (4)MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2+ + 2H2O + O2 (2分) 吸附聚沉,有利于氢氧化铁形成较大颗粒沉淀(2分) 2MnCO3 + O2 = 2MnO2 + 2CO2(2分) (5)①60(2分,57-63都正确)  ②6(2分,5.7-6.3都正确) 【解析】 试题分析: (1)固体灼烧要放在坩埚内,移动、使用时要用坩埚钳夹取。 (2)碱与盐以生成新碱和新盐,氨水和Fe3+反应生成NH4+和Fe(OH)3,要注意氨水是弱碱,Fe(OH)3是沉淀,写成离子方程式不能拆开 (3)根据“将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀”和表格中数据可知,Zn2+完全沉淀的pH是8.9,pH高于8.9Zn(OH)2会溶解,所以pH是9最适合。 (4)反应原理为在酸性条件下, MnO2将H2O2氧化为O2,自身被还原为MnSO4, 该反应的反应物为H2O2,MnO2,H2SO4,生成物是MnSO4,O2,H2O,写成离子方程式为 H2O2+MnO2+2H+= Mn2++O2↑+2H2O。 活性炭的作用是吸咐,据题意“使Fe3+沉淀完全”可知,Fe3+生成Fe(OH)3被活性炭吸咐形成较大颗粒而聚沉。 据题意,滤液中Mn2+与Na2CO3反应生成MnCO3沉淀,经灼烧生成MnO2,很显然MnCO3被氧化为MnO2,因此反应还要O2参加,同时还有CO2生成。 (5)从两张图片上很容易看出在60℃附近MnO2产率最大,硝酸的最佳浓度是6mol/L 考点:工业流程图以实验为载体考查基本的实验操作原理,离子方程式的书写,沉淀的溶解平衡等问题,另外综合分析图表的能力也有所涉及。
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考点分析:
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盐酸氟西汀(商品名叫“百忧解”)是一种口服抗抑郁药,用于治疗抑郁症、强迫症及暴食症,其合成路线如下:

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(1)反应②~⑥中属于还原反应的是                 (填序号)。

(2)化合物F中含      个手性碳原子;化合物F和G中水溶性较强的是         

(3)分析A的同分异构体中,有一种能发生银镜反应且核磁共振氢谱图有4种峰的有机   物,写出它和银氨溶液发生银镜反应的离子方程式                        

(4)反应①可视为两步完成,第1步:HCHO先和HN(CH3)2反应;第2步:产物再和A发生取代反应生成B。试写出第1步反应产物的结构简式                 

(5)已知:满分5 manfen5.com

写出以满分5 manfen5.com、HCHO、HN(CH3)2为有机原料,合成满分5 manfen5.com的合成路线流程图(无机试剂任用)。

合成路线流程图示例如下:满分5 manfen5.com

 

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硫元素可以形成多种物质如满分5 manfen5.com、SO2、SO32-、SO42-等。

(1)满分5 manfen5.com中S原子的轨道杂化类型是    满分5 manfen5.com的空间构型是   

(2)向[Cu(NH3)4]SO4溶液中通入SO2至微酸性,有白色沉淀生成。分析表明该沉淀中Cu、S、N的物质的量之比为1:1:1,经测定该沉淀的晶体里有一种三角锥型的阴离子和一种正四面体型的阳离子。

①[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+的电子排布式为   

②[Cu(NH3)4]SO4中存在的化学键类型有    (填序号)。

A.共价键   B.氢键    C.离子键    D.配位键    E.分子间作用力   

③写出与SO42-互为等电子体的一种分子    。上述白色沉淀的化学式为   

 

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氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等。

(1)已知:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)             △H= + 50.6kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)             △H=-571.6 kJ·mol-1

则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)      △H=     kJ·mol-1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是   

③用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是   

(2)采矿废液中的CN- 可用H2O2处理。已知:H2SO4=H++ HSO4-   HSO4-满分5 manfen5.comH++ SO42-

用铂电极电解硫酸氢钾溶液,在阳极上生成S2O82-,S2O82-水解可以得到H2O2。写出阳极上的电极反应式   

(3)氧化镁处理含满分5 manfen5.com的废水会发生如下反应:

MgO+H2O满分5 manfen5.comMg(OH)2        Mg(OH)2+2NH4+满分5 manfen5.com Mg2+ +2NH3·H2O。

①温度对氮处理率的影响如图所示。在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是   

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②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是   

(4)滴定法测废水中的氨氮含量(氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中)步骤如下:①取10 mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175 mL②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热③用25 mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O]④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3],记录消耗的体积V mL。则水样中氮的含量是    mg·L-1(用含c、V的表达式表示)。

 

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以钡矿粉(主要成份为BaCO3,含有Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等)制备BaCl2·2H2O的流程如下:

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(1)氧化过程主要反应的离子方程式为     

(2)沉淀C的主要成分是Ca(OH)2    。由图可知,为了更好的使Ca2+沉淀,还应采取的措施为  

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(3)用BaSO4重量法测定产品纯度的步骤为:

步骤1:准确称取0.4~0.6 g BaCl2·2H2O试样,加入100 ml 水,3 ml 2 mol·L-1 的HCl溶液加热溶解。

步骤2:边搅拌,边逐滴加入0.1 mol·L-1 H2SO4溶液。

步骤3:待BaSO4沉降后,      ,确认已完全沉淀。

步骤4:过滤,用0.01 mol·L-1的稀H2SO4洗涤沉淀3~4次,直至洗涤液中不含Cl为止。

步骤5:将折叠的沉淀滤纸包置于      中,经烘干、炭化、灰化后在800℃灼烧至恒重。称量计算BaCl2·2H2O中Ba2+的含量。

①步骤3所缺的操作为     

②若步骤1称量的样品过少,则在步骤4洗涤时可能造成的影响为     

③步骤5所用瓷质仪器名称为      。滤纸灰化时空气要充足,否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS,该反应的化学方程式为     

④有同学认为用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂效果更好,请说明原因     

[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10  Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10]

 

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硼镁矿属于硼酸盐,可用来制备硼酸(H3BO3)和MgO,方法如下:硼镁矿粉与(NH4)2SO4溶液混合后加热,反应生成H3BO3晶体和MgSO4溶液,同时放出NH3;再向MgSO4溶液中通入NH3与CO2,得到MgCO3沉淀和滤液,沉淀经洗涤、煅烧后得MgO,滤液则循环使用。回答下列问题:

(1)与硅酸盐类似,硼酸盐结构也比较复杂,如硬硼钙石化学式为Ca2B6O11·5H2O,将其改写为氧化物的形式   

(2)上述制备过程中,检验沉淀洗涤是否完全的方法是   

(3)写出MgSO4溶液中通入NH3与CO2反应的化学方程式   

(4)若准确称取1.68 g硼镁矿,完全反应后得H3BO3晶体1.24 g,MgO 0.8 g,计算该硼酸盐的组成。(写出计算过程)   

 

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