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我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资源...

我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资源进行回收利用:

已知:①Ksp(MnS)=2.5×10-13Ksp(ZnS)=1.6×10-24

Mn(OH)2开始沉淀时pH为8.3,完全沉淀的pH为9.8

⑴碱性锌锰干电池是以锌粉为负极,二氧化锰为正极,氢氧化钾溶液为电解质。电池总反应为2MnO2+ Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2,请写出电池的正极反应式_____________

⑵为了提高碳包的浸出效率,可以采取的措施有________________________;(写一条即可)

⑶向滤液1中加入MnS的目的是__________________________________________

⑷已知MnSO4的溶解度曲线如图所示,从滤液2中析出MnSO4·H2O晶体的操作是蒸发结晶、____________________、洗涤、低温干燥;

⑸为了选择试剂X,在相同条件下,分别用3 g碳包进行制备MnSO4的实验,得到数据如表1,请写出最佳试剂X与碳包中的主要成分发生反应的化学方程式_____________

⑹工业上经常采用向滤液2中加入NaHCO3溶液来制备MnCO3,不选择Na2CO3溶液的原因是___________________________________

⑺该科研小组利用EDTA(乙二胺四乙酸二钠,阴离子简写为Y2-)进行络合滴定测定Mn2+在电池中的百分含量,化学方程式可以表示为Mn2++Y2-=MnY。实验过程如下:

准确称量一节电池的质量平均为24.00g,完全反应后,得到200.00mL滤液2,量取10.00mL滤液2稀释至100.00mL,取20.00mL溶液用0.0500mol•L-1EDTA标准溶液滴定,平均消耗标准溶液22.00mL,则该方案测得Mn元素的百分含量为________。(保留3位有效数字)

 

MnO2+H2O +e-= MnOOH+OH- 适当的升温(或搅拌) 将溶液中的Zn2+转化为ZnS沉淀而除去 趁热过滤 H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑ 或 H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑ Na2CO3溶液的碱性强,容易产生Mn(OH)2的沉淀 25.2% 【解析】⑴锌粉为负极,发生氧化反应,氢氧化钾溶液为电解质时发生的电极反应式为Zn+4OH--2e-= ZnO22-+2H2O,用电池总反应2MnO2+ Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2减去负极电极反应,即得电池的正极反应式为MnO2+H2O +e-= MnOOH+OH-; ⑵通过适当的升温、固体粉碎或搅拌等措施可提高碳包的浸出效率; ⑶滤液1含有Zn2+,遇加入的MnS可以生成ZnS沉淀,再通过过滤即可除去; ⑷有MnSO4的溶解度曲线可知MnSO4·H2O在温度超过40℃后溶解度随温度的升高而降低,则将滤液2溶液蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、并低温干燥防分解即可得到MnSO4·H2O晶体; ⑸由表1可知选用30%的过氧化氢获得的MnSO4质量最高,则30%的过氧化氢为最佳试剂,与MnO2在酸性条件下发生反应的化学方程式为H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或 H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑; ⑹相同浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,因CO32-的水解能力强于HCO3-,Na2CO3溶液的碱性强,更容易产生Mn(OH)2的沉淀; ⑺消耗EDTA的物质的量为0.0500mol•L-1×0.022L=0.0011mol,则样品中Mn2+的物质的量为0.0011mol×=0.11mol,Mn元素的百分含量为×100%=25.2%。  
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I、煤制天然气的工艺流程简图如下:

⑴反应IC(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) ΔH = +135 kJ·mol-1,通入的氧气会与部分碳发生燃烧反应。请利用能量转化及平衡移动原理说明通入氧气的作用:___________________________

⑵反应IICO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = 41 kJ·mol-1。如图表示不同温度条件下,煤气化反应I发生后的汽气比(水蒸气与CO物质的量之比)与CO平衡转化率的变化关系。

① 判断T1T2T3的大小关系:______________。(从小到大的顺序)

② 若煤气化反应I发生后的汽气比为0.8,经煤气化反应I和水气变换反应II后,得到COH2的物质的量之比为1:3,则反应II应选择的温度是_______(填“T1”或“T2”或“T3”)。

⑶① 甲烷化反应IV发生之前需要进行脱酸反应III。煤经反应III后的气体中含有两种酸性气体,分别是H2S_______

  ② 工业上常用热碳酸钾溶液脱除H2S气体得到两种酸式盐,该反应的离子方程式是_______

 

II、利用甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体,将甲烷和二氧化碳转化为可利用的化学品,其能源和环境上的双重意义重大。该技术中的化学反应为:

CH4 (g)3CO2 (g)2H2O(g)4CO(g)    H>0

CH4超干重整CO2的催化转化原理示意如图:

 

⑷过程II,实现了含氢物种与含碳物种的分离。生成H2O(g)的化学方程式是______________

⑸假设过程I和过程II中的各步均转化完全,下列说法正确的是_______。((填序号)

a.过程I和过程II中均含有氧化还原反应

b.过程II中使用的催化剂为Fe3O4CaCO3

c.若过程I投料,可导致过程II中催化剂失效

(6)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1.2 mol CH4(g)4.8 mol CO2(g),发生反应CH4 (g)3CO2 (g)2H2O(g)4CO(g)  H>0,实验测得,反应吸收的能量和甲烷的体积分数随时间变化的曲线图像如图。计算该条件下,此反应的H=________________

 

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I、某化学兴趣小组利用以下装置模拟合成氨并制备少量氨水

已知:加热(85℃)NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2

B中仪器名称是___________________

⑵为了完成实验,装置从左到右接口的连接顺序是___________

⑶D中玻璃纤维的作用是_________________

⑷小组中甲同学认为F装置不太合理,实验中会产生倒吸。乙同学认真分析后认为该装置无需改进,他的理由是________________________

II、实验探究

⑸该小组同学利用制备的氨水再进行银镜反应实验。经查阅资料,配制的银氨溶液主要成分是[Ag(NH3)2]OH,小组同学对其组成进行了如下实验探究:

①在洁净的小试管中加入2mL 2%的AgNO3溶液,然后边振荡试管边滴加2%的稀氨水溶液,至最初产生的沉淀恰好溶解为止,制得银氨溶液。

②在制得的银氨溶液中加入无水乙醇,溶液变浑浊,过滤,用__________洗涤,得到白色固体;

③将该白色固体用适量蒸馏水溶解,得到无色溶液,用广范pH试纸检验溶液近似呈中性;向溶液中逐滴加入稀盐酸至不再产生沉淀,静置,取上层清液于另一支放有一小片铜的小试管中并微热,发现铜片的表面有气泡产生,遇到空气变成红棕色;另取少量上层清液加过量的NaOH溶液并加热,得到无色刺激性气体。由此确定通过上述方法制备的白色固体主要成分是___________________

⑹请根据以上探究,设计实验来制备少量纯净的[Ag(NH3)2]OH溶液:取2mL 2%的AgNO3溶液于洁净的小试管中,_________________,即得到[Ag(NH3)2]OH溶液。

 

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已知:pKa=-lgKa25℃时,H2SO3 pKa1=185pKa2=719.用01mol•L-1NaOH溶液滴定20mL01mol•L-1H2SO3溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为pH).下列说法不正确的是(    )

Aa点所得溶液中:2c(H2SO3)+c(SO32-)01 mol•L-1

Bb点所得溶液中:c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)

Cc点所得溶液中:c(Na+)3c(HSO3 )

Dd点所得溶液中:c(Na+)c(SO32-)c(HSO3-)

 

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H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备,其工作原理如图,下列叙述错误的是(     )

A. M室发生的电极反应式为:2H2O4e= O↑+4H

B. N室中:a% <b%

C. b膜为阴膜,产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸

D. 理论上每生成1mol产品,阴极室可生成标准状况下5.6L气体

 

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下列各组澄清溶液中离子能大量共存,且加入(或滴入)X试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是(     )

选项

离子组

X试剂

离子方程式

A

K+Na+ClOSO42-

少量SO2

SO2+ClO+H2O=SO42-+Cl+2H+

B

NH4+Fe3+BrSO42-

过量H2S

2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+

C

NH4+Na+Fe3+AlO2

过量铜粉

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

D

K+Na+ HCO3AlO2

少量HCl

H++AlO2+H2O=Al(OH)3

 

 

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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