第II卷(非选择题)
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二、简答题
75.(15分)某铜矿石的成分中含有Cu2O,还含有少量的Al2O3、Fe203和Si02。某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程示意图如下:
式为Cu+2Fe=Cu+2Fe。亚铁离子具有还原性,能被氧化为铁离子,铁离子能与KSCN反应显红色,所以检验滤液A中存在该离子的试剂为硫氰化钾溶液和新制氯水。
(2)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应是铝热反应,反应的化学方程式为2Al+Fe2O3 高温 3+2+2+
2Fe+Al2O3。
一
8
(3)常温下,等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH)前者为后者的10倍,偏铝酸钠水解,促进水的电离,氢氧化钠是碱,抑制水的电离。如果偏铝酸钠溶液的pH是x,则溶液中由
一x—14一—x
水电离出的c(OH)=10mol/L,而氢氧化钠溶液中由水电离出的c(OH)=10 mol/L,则
10x?14=108,解答x=11,所以两种溶液的pH=11。 ?x10(4)将Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中,除得到蓝色沉淀,还有无色无味气体放出,蓝色沉
+2+
已知:CuO2+2H=Cu+Cu+H2O 淀是氢氧化铜,无色无味的气体是CO2,这说明碳酸根与铜离子水解相互促进,所以相应的离子方程
2+2-(1)滤液A中铁元素的存在形式为 (填离子符号),生成该离子的离子方程式为 ,式为Cu+CO3+H2O=Cu(OH)2+CO2↑。
检验滤液A中存在该离子的试剂为 (填试剂名称)。 (5)①在粗铜的电解精炼过程中,c为粗铜板,粗铜作阳极,则a端应连接电源的正极。若粗铜中含(2)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为 。 有Au、Ag、Fe杂质,则电解过程中铁和铜放电,金和银变为阳极泥,所以c电极上发生反应的方程
一8—2+—2+
(3)常温下.等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH)前者为后者的10倍,则两式有Fe-2e=Fe、Cu-2e=Cu。 种溶液的pH= 。 ②由于酸性高锰酸钾溶液有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管上的橡胶管(或易使橡胶管老化),所以不能
2+
(4)将Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中,除得到蓝色沉淀,还有无色无味气体放出,写出相用碱式滴定管盛高锰酸钾溶液。高锰酸钾氧化亚铁离子,则滴定中发生反应的离子方程式为5Fe+
2-+2+2+
应的离子方程式: 。 MnO4+8H=5Fe+Mn+4H2O。滴定时锥形瓶中的溶液接触空气,则空气中的氧气能把亚铁离子氧化(5)①粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解精炼过程中,c为粗铜板,则a端应连接电源的 为铁离子,导致消耗高锰酸钾溶液的体积减少,所以测得铁元素的含量会偏低。 (填“正”或“负”)极,若粗铜中含有Au、Ag、Fe杂质,则电解过程中c电极上发生反应的方程式考点:考查物质制备工艺流程图的分析与应用 有 、 。 76.(14分)硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重
要的应用。
(1)某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式 。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图所示。电解时阳极区会产生气体,产生气体的原因是 。 ②可用酸性高锰酸钾溶液滴定法测定反应后电解液中铁元素的含量。滴定时不能用碱式滴定管盛放酸性高锰酸钾溶液的原因是 、滴定中发生反应的离子方程式为 , 滴定时.锥形瓶中的溶液接触空气,则测得铁元素的含量会 (填“偏高”或“偏低”)。
2+3+2+2+
【答案】(1)Fe(1分) Cu+2Fe=Cu+2Fe(1分) 硫氰化钾溶液和新制氯水(1分) (2)2Al+Fe2O3 高温 2Fe+Al2O3 (1分) (3)1l(1分)(4)Cu+CO3+H2O=Cu(OH)2+CO2↑(2分)
—
2+
—
2+
2+2-
(5)①正(1分) Fe-2e=Fe(1分) Cu-2e=Cu(1分)
②酸性高锰酸钾溶液有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管上的橡胶管(或易使橡胶管老化),所以不能用碱
2+2-+2+2+
式滴定管盛高锰酸钾溶液(2分) 5Fe+MnO4+8H=5Fe+Mn+4H2O(2分)偏低(1分) 【解析】 试题分析:(1)氧化亚铜与盐酸反应生成氯化铜、铜和水。氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水。铜和
2+
氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,因此滤液A中铁元素的存在形式为Fe,生成该离子的离子方程
(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
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①用离子方程式表示反应器中发生的反应是 。
②用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 。
(3)氢化亚铜是一种红色固体,可由硫酸铜为原理制备 4CuSO4 + 3H3PO2 + 6H2O=4CuH↓ + 4H2SO4 + 3H3PO4 。 ①该反应中还原剂是 (写化学式)。
②该反应每生成1molCuH,转移的电子物质的量为 。
(4)硫酸铜晶体常用来制取波尔多液,加热时可以制备无水硫酸铜。将25.0 g胆矾晶体放在坩埚中加热测定晶体中结晶水的含量,固体质量随温度的升高而变化的曲线如下图。
所以还原剂是 H3PO2 ;
②该反应每生成1molCuH ,则Cu元素的化合价从+2价降低到+1价,得到1个电子,H元素的化合价从+1价降低到-1价,得到2个电子,所以生成1molCuH时,共转移3mol电子;
(4)①25.0gCuSO4·5H2O物质的量是25.0g/250g/mol=0.1mol,其中硫酸铜的质量是0.1mol×160g/mol=16.0g,所以30℃~110℃间固体质量21.4g,其中水的质量是21.4g-16.0g=5.4g,物质的量是5.4g/18g/mol=0.3mol,所以硫酸铜与水的物质的量之比是0.1:0.3=1:3,所以所得固体的化学式是CuSO4·3H2O;
②650℃~1000℃所得固体的质量是8.0g,其中Cu元素的质量是0.1mol×64g/mol=6.4g,所以剩余8.0g-6.4g=1.6g为O元素,所以O元素的物质的量是1.6g/16g/mol=0.1,所以Cu与O元素的物质的量之比是1:1,所以固体化学式是 CuO。
考点:考查电化学反应原理,平衡移动的应用,对图象的分析 77.煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示:
(1)②中NH3参与反应的化学方程式为 。 (2)③中加入的物质可以是 (填字母序号)。 a.空气 b.CO c.KNO3 d.NH3
请分析上图,填写下列空白:
①30℃~110℃间所得固体的化学式是 , ②650℃~1000℃间所得固体的化学式是 。 【答案】(共14分)
-+2-(1)① SO2+2H2O-2e= 4H+SO4 -++-②在阳极区HSO3放电得到H,H与HSO3反应产生SO2 2--+
(2)① SO2+I2+2H2O=SO4+2I+4H
②HI分解为可逆反应,及时分离出产物H2,降低生成物浓度,有利于反应正向进行。 (3)① H3PO2 ② 3
(4)① CuSO4·3H2O(1分) ② CuO(1分) 【解析】 试题分析:(1)①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,则二氧化硫发生氧化反应,所以负
-+2-极是二氧化硫失去电子,与水结合生成硫酸,电极反应式是SO2+2H2O-2e= 4H+SO4
②在阳极,亚硫酸氢根离子放电失去电子生成硫酸根离子,同时亚硫酸根离子还会与氢离子结合生成
-++-二氧化硫气体,在阳极区HSO3放电得到H,H与HSO3反应产生SO2;
(2)①反应器中是二氧化硫、水、碘单质发生氧化还原反应,生成硫酸和HI,所以离子方程式是 SO2
2--+
+I2+2H2O=SO4+2I+4H;
②根据化学平衡移动理论,因为HI分解为可逆反应,及时分离出产物H2,降低生成物浓度,有利于平衡正向移动。
(3)①根据化学方程式,Cu、H元素的化合价降低,所以硫酸铜、水作氧化剂,P元素的化合价升高,
(3)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶(),其分子中相邻的C和N原子相比,N原子
吸引电子能力更 (填“强”或“弱”),从原子结构角度解释原因: 。 (4)已知:N2(g) + O2(g)N2(g) + 3H2(g)2H2(g) + O2(g)2NO(g) ΔH = a kJ·mol
-1
-1
2NH3(g) ΔH = b kJ·mol 2H2O(l) ΔH = c kJ·mol
-1
反应后恢复至常温常压,①中NH3参与反应的热化学方程式为 。 (5)用间接电化学法除去NO的过程,如下图所示:
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式: 。 用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理: 。
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催化剂【答案】(1)4NH3+5O2△4NO+6H2O (2)bd
(3)强 C和N原子在同一周期(或电子层数相同),N原子核电荷数更大,原子半径更小,原子核对外层电子的吸引力更强
-1
(4)4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l) ΔH = (3c-3a-2b) kJ·mol
- -+2-2--(5)2HSO3+ 2e + 2H=S2O4+ 2H2O 2NO + 2S2O4 +2H2O = N2 + 2HSO3 【解析】
催化剂试题分析:(1)②中NH3与氧气反应生成NO和水,反应的化学方程式为4NH3+5O2△4NO+6H2O。
测得E中Mg元素质量分数为60.0%,则E的化学式为 。
②若电解时电解槽中有水分,则生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应,使阴极表面产生MgO钝化膜,降低电解效率。生成MgO的化学方程式为 。 (4)储氢材料Mg(AlH4)2在110~200°C的反应为:Mg(AlH4)2MgH2 +2A1+3H2↑每生成27gAl转移电子的物质的量为_______________。
----【答案】(1)ClO+2e+H2OCl+2OH (2)+84.6 kJ/mol(3)MgO 2MgOHCl+Mg2MgO+MgCl2+H2↑ (4)3mol 【解析】
------试题分析:正极得电子,即ClO得电子得到Cl,故方程式为:ClO+2e+H2OCl+2OH ;(2)
-1-1-1
△H2-2△H1=-64.4kJ·mol-2×(-74.5)kJ·mol=+84.6 kJ·mol;(3)①只有MgO中Mg的质量分数为60%,故E的化学式为MgO;②根据提示,可得到方程式为:2MgOHCl+Mg2MgO+MgCl2+H2↑; (4)Mg(AlH4)2中的Al是+3价转化成0价,H是-1价转化成0
-价,即Al—3e,27gAl即为1mol,转移电子3mol;
考点:考查化学反应与能量、电解池、氧化还原反应等相关知识 79.(1 6分)钒是一种重要的合金元素,还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物(含有SiO2、 Al2O3及其他残渣)中提取钒的一种新工艺主要流程如下:
(2)③中实现的化学反应是由NO生成N2,氮元素的化合价由+2价得电子生成0价氮气,NO做氧化剂,所以加入的物质必须具有还原性,符合条件的有CO和NH3 ,选bd。
(3)C和N元素在同一周期,N原子核电荷数更大,原子半径更小,原子核对外层电子的吸引力更强,所以C和N原子相比,N原子吸引电子能力更强。
(4)根据盖斯定律,将三个方程式进行组合,消去无用的氢气、氧气,则NH3 和NO反应生成氮气和
-1
水的热化学方程式为:4NH3(g) + 6NO(g)= 5N2(g) + 6H2O(l) ΔH = (3c-3a-2b) kJ·mol (5)根据电解池装置图可知,在阴极HSO3得电子生成S2O4,则阴极的电极反应为式为:2HSO3+ 2e
+2-2--+ 2H=S2O4+ 2H2O ,在吸收池中NO和S2O4反应生成氮气和HSO3,再根据化合价升降相等,电荷守恒、原子守恒配平,则吸收池中除去NO的原理为2NO + 2S2O4 +2H2O = N2 + 2HSO3
考点:考查氮及其化合物的性质,盖斯定律的应用,热化学方程式的书写,电解的工作原理等知识。 78.镁是海水中含量较多的金属,镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。 (1)“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置如下图所示:
2---2--
-
该电池的正极反应式为 。 (2)Mg2Ni是一种储氢合金,已知:
-1
Mg(s) + H2(g)MgH2(s) △H1=-74.5kJ·mol
-1
Mg2Ni(s) + 2H2(g)Mg2NiH4(s) △H2=-64.4kJ·mol Mg2Ni(s)+2MgH2(s)2Mg(s)+Mg2NiH4(s)的△H3= 。
(3)一种用水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)制备金属镁工艺的关键流程如下:
部分含钒化合物在水中的溶解性如下表:
请回答下列问题:
+
(1)反应①所得溶液中除H之外的阳离子有
(2)反应②碱浸后滤出的固体主要成分是 (写化学式)。 (3)反应④的离子方程式为
①为探究MgCl2?6H2O“一段脱水”的合理温度范围,某科研小组将MgCl2?6H2O在不同温度下分解,测得残留固体物质的X-射线衍射谱图如下图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在)。
(4)250C、101 kPa时, 用V2O5发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是 。
+
(5)钒液流电池(如图所示)具有广阔的应用领域和市场前景,该电池中隔膜只允许H通过。电池
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放电时负极的电极反应式为 ,电池充电时阳极的电极反应式是 。
(1)浸取Na2SO4时,加入少量Na2CO3可使钙芒硝矿中的部分CaSO4转化为CaCO3,破坏钙芒硝矿结构,从而促进Na2SO4的浸取。CaSO4能转化为CaCO3的原因是_________________________。
2+2+
(2)向Na2SO4的浸取液中加入适量烧碱和纯碱,Ca和Mg分别生成①________、②_________(填化学式)被过滤除去。
(3)根据下图溶解度曲线,可采用冷却结晶法从含少量NaCl的Na2SO4饱和溶液中制得芒硝的原因是___________________________________________________________________________。
(6)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应①后溶液中的含钒量,反应的离子方程
++2+
式为:2 VO2+ H2C2O4+2 H=2 VO+2CO2↑+2H2O,取25.00 mL 0.1000 mol/L H2C2O4标准溶液于锥形瓶中,加入指示剂,将待测液盛放在滴定管中,滴定到终点时消耗待测液24.0 mL,由此可知,该(V02)2S04溶液中钒的含量为 g/L。
+3+
【答案】(共16分)(1)VO2、Al(2分) (2)Al(OH)3(2分)
+-(3)NH4+VO3==NH4VO3↓(2分)
(4)10Al(s)+3V2O5(s)==5Al2O3(s)+6V(s) ΔH=2+
-
3+
2+
-
+
+
kJ/mol(3分)
(4)已知:25℃、101kPa时,
2C(s) + O2(g) == 2CO(g) ΔH1 = —222kJ/mol
4Na2SO3(s) == 3Na2SO4(s) + Na2S(s) ΔH2 = —122kJ/mol 2Na2SO3(s) + O2(g) == 2Na2SO4(s) ΔH 3= —572kJ/mol 元明粉经碳还原制备Na2S的热化学方程式是__________________________________________________。
(5)如图,用惰性电极电解Na2SO4溶液,阳极区制得H2SO4溶液,阴极区制得NaOH溶液。其电解总反应的化学方程式是:______________________________。
(5)V-e== V(2分) VO-e+H2O==VO2+2H(2分) (6)10.6(3分) 【解析】
+
试题分析:(1)含杂质的V2O5与硫酸反应生成的阳离子主要是VO2,氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝,
3+
阳离子是Al;二氧化硅不与硫酸反应;
(2)反应②碱浸后,铝离子与碳酸根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,所以固体的主要成分是Al(OH)3;
-(3)根据流程图,VO3与氯化铵反应生成反应NH4VO3,因为无气体、水生成,则该反应中NH4VO3只能
+-是沉淀,该反应才可以发生,所以④的离子方程式是NH4+VO3==NH4VO3↓;
(4)铝热反应是Al与金属氧化物的置换反应,根据盖斯定律,将氧气消去,得到用V205发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是10Al(s)+3V2O5(s)==5Al2O3(s)+6V(s) ΔH=2+
3+
kJ/mol;
(5)电池放电时,负极发生氧化反应,元素的化合价升高,所以V失去电子生成V,电极反应式是2+-3+2+V-e== V;电池充电时阳极发生氧化反应,则元素的化合价升高,根据装置图,所以正极中的VO
++2+-++
失去电子,结合水生成VO2和H,电极反应式是VO-e+H2O==VO2+2H;
-32+
(6)根据草酸的物质的量25×10L×0.1mol/L,可知VO的物质的量是
-3-3
2×25×10L×0.1mol/L=5×10mol,则该(V02)2S04溶液中钒的含量为
-3-3
5×10mol×51g/mol/(24×10L)=10.625g/L。
考点:考查对工艺流程的分析判断,盖斯定律的应用,电化学反应原理的应用,物质含量的计算 80.(15分)四川省钙芒硝矿(主要成分CaSO4?Na2SO4)资源丰富。钙芒硝矿可生产具有广泛用途的芒硝(Na2SO4?10H2O)和元明粉(Na2SO4),其简要生产流程如下图所示。
(6)芒硝加热至70℃时,得到Na2SO4的饱和溶液(结晶水作溶剂,忽略加热过程中水的蒸发)和无水Na2SO4。若3220kg芒硝加热至70℃时,可析出元明粉(Na2SO4)的质量是________kg。 【答案】(1)CaCO3溶解度比小CaSO4(2)① CaCO3 ② Mg(OH)2 (3)40℃内,Na2SO4?10H2O的溶解度随温度的降低显著减小,而NaCl的溶解度基本不变,冷却时,只有Na2SO4?10H2O结晶析出;(4)Na2SO4(s) + 4C(s) == Na2S (s) + 4CO(g) ΔH = +578 kJ/mol (5)2Na2SO4 + 6H2O 2H2SO4 +
请回答下列问题:
4NaOH + 2H2↑ +O2↑分(6) 610 kg 【解析】 试题分析:(1) 由于CaCO3溶解度比小CaSO4小,故CaSO4能转化为CaCO3;(2)向Na2SO4的浸取液中
2+2+
加入适量烧碱(NaOH)和纯碱(Na2CO3),溶液中Ca生成CaCO3,Mg生成Mg(OH)2沉淀;(3)从曲线上可知, 40℃内,Na2SO4?10H2O的溶解度随温度的降低显著减小,而NaCl的溶解度基本不变,冷却时,只有Na2SO4?10H2O结晶析出;(4)2(ΔH1 -ΔH 3)+ΔH2=+578 kJ/mol;(5)总反应为:2Na2SO4 +
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6H2O 2H2SO4 + 4NaOH + 2H2↑ +O2↑(6)由图像知,硫酸钠在70℃时溶解度为45g,设析出晶体
4
质量为x,n(Na2SO4)=(3220kg×1000)/322g/mol=1×10mol, 142g/mol?10000mol?x45g=,解
180g/mol?10000mol100g得x=610kg;故析出元明粉(Na2SO4)的质量为610kg。
考点:考查化学反应与能量、电解池、物质的量计算等相关知识。 81.(14分)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第 周期。 (2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为 。 (3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是 。
A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率 C.降低了反应的焓变 D.增大了反应的平衡常数
(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为 。 (5)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
③4.29gCu(Cu的物质的量为0.04mol,2OH)3Cl的物质的量为4.29/241.5=0.02mol,根据铜原子守恒,
-2+--
负极反应为:2Cu-4e=2Cu,正极反应为O2+4e+2H2O = 4OH,根据正负极放电量相等,则理论上耗
-1
氧体积为0.02mol×22.4L·mol=0.448L.
【考点定位】本题主要考查铜及其化合物的性质,催化剂的作用,化学方程式的书写,电化学的基本原理。 82.(14分)酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,MnO2,ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据下表所示: 溶解度/(g/100g水)
2+
化合物 Ksp近似值 Zn(OH)2 10 -17Fe(OH)2 10 -17Fe(OH)3 10 -39 ①腐蚀过程中,负极是 (填图中字母“a”或“b”或“c”);
-②环境中的Cl扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈u2(OH)3Cl,其离子方程式为 ;
③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为 L(标准状况)。 【答案】(14分)
(1)四 (2)10:1 (3)A、B (4)Ag2O +2CuCl=2AgCl+Cu2O
2+--
(5) ① c ② 2Cu+3OH+Cl=Cu2(OH)3Cl↓ ③0.448 【解析】(1)铜为29号元素,根据核外电子排布规则可知,铜元素位于元素周期表中第四周期。 (2)根据N=m/M×NA,青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子数目之比为(119÷119):(20.7÷207)=10:1.
(3)催化剂能降低反应的活化能,从而加快化学反应速率,但是催化剂不能改变反应的焓变,也不能改变化学平衡常数,选A、B.
(4)Ag2O与CuCl发生复分解反应,没有化合价的升降,则化学方程式为Ag2O +2CuCl=2AgCl+Cu2O 。
2+
(5)①根据图示,腐蚀过程中,铜失电子生成Cu,则负极是铜,选c;
-2+-②根据上述分析,正极产物是OH,负极产物为Cu,环境中的Cl扩散到孔口,与正极反应产物和负
2+--
极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,则离子方程式为2Cu+3OH+Cl=Cu2(OH)3Cl↓;
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为 ,电池反应的离子方程式为 (2)维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,理论上消耗Zn g。(已经F=96500C/mol)
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过____分离回收;滤渣的主要成分是MnO2、______和 ,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法是 ,其原理是 。
(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和H2O2溶
-5
解,铁变为_____,加碱调节至pH为 时,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10mol/L时,即
2+
可认为该离子沉淀完全);继续加碱调节至pH为_____时,锌开始沉淀(假定Zn浓度为0.1mol/L)。若上述过程不加H2O2后果是 ,原因是 。
—++2+
【答案】(1)MnO2+e+H=MnOOH;Zn+2MnO2+2H=Zn+2MnOOH (2)0.05g
(3)加热浓缩、冷却结晶;铁粉、MnOOH;在空气中加热;碳粉转变为CO2,MnOOH氧化为MnO2 (4)3+2+2+
Fe;2.7;6;Zn和Fe分离不开;Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近 【解析】(1)酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,锌是活泼的金属,锌是负极,电解质
—2+
显酸性,则负极电极反应式为Zn—2e=Zn。中间是碳棒,碳棒是正极,其中二氧化锰得到电子转
—++2+
化为MnOOH,则正极电极反应式为MnO2+e+H=MnOOH,所以总反应式为Zn+2MnO2+2H=Zn+2MnOOH。
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,则通过的电量是0.5×300=150,因此通过电子的物质的量是150=1554?10?3mol,锌在反应中失去2个电子,则理论消耗Zn的质量是965000.001554mol?65g/mol=0.05g。
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