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【题目】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,MnO2ZnCl2NH4Cl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)

温度/

化合物

0

20

40

60

80

100

NH4Cl

29.3

37.2

45.8

55.3

65.6

77.3

ZnCl2

343

395

452

488

541

614

化合物

Zn(OH)2

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Ksp近似值

10-17

10-17

10-38

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,电池工作十分钟,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ZnCl2NH4Cl,二者可通过__分离回收;滤渣的主要成分是MnO2______,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法是在空气中加热,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溶解,铁变为__,加碱调节至pH__时,铁刚好完全沉淀;继续加碱调节至pH___时,锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1mol/L)。若上述过程不加H2O2后果是___,原因是__

【答案】MnO2e-H=MnOOH Zn2MnO22H=Zn22MnOOH 0.1g 加热浓缩、冷却结晶 碳粉 MnOOH 碳粉转变为CO2MnOOH氧化为MnO2 Fe3+ 3 6 Zn2Fe2分离不开 Fe(OH)2Zn(OH)2Ksp相近

【解析】

⑴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,电解质显酸性;中间是碳棒,碳棒是正极,是酸性环境,其中二氧化锰得到电子转化为MnOOH

⑵先计算通过的电量,再计算通过电子的物质的量,再计算理论消耗Zn的质量。

⑶废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有氯化锌和氯化铵。根据表中数据可知氯化锌的溶解度受温度影响较大,因此两者可以通过结晶分离回收,二氧化锰、碳粉、MnOOH均难溶于水,由于碳燃烧生成CO2MnOOH能被氧化转化为二氧化锰。

⑷双氧水具有强氧化性,能把铁氧化为铁离子,根据氢氧化铁的溶度积常数计算铁离子完全沉淀时溶液中氢氧根的浓度,再计算氢离子浓度,再计算pH,同理根据氢氧化锌的溶度积常数计算开始沉淀时的c(OH),再计算氢离子浓度和pH,由于氢氧化亚铁和氢氧化锌的溶度积常数接近,因此在沉淀锌离子的同时亚铁离子也沉淀,导致生成的氢氧化锌不纯。

⑴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,电解质显酸性,则负极电极反应式为Zn2eZn2。中间是碳棒,碳棒是正极,是酸性环境,其中二氧化锰得到电子转化为MnOOH,则正极电极反应式为MnO2eHMnOOH,所以总反应式为Zn2MnO22HZn22MnOOH;故答案为:MnO2eHMnOOHZn2MnO22HZn22MnOOH

⑵维持电流强度为0.5A,电池工作十分钟,则通过的电量是0.5×600300C,因此通过电子的物质的量是,锌在反应中失去2个电子,则理论消耗Zn的质量;故答案为0.1g

⑶废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有氯化锌和氯化铵。根据表中数据可知氯化锌的溶解度受温度影响较大,因此两者可以通过结晶分离回收,即通过蒸发浓缩、冷却结晶实现分离。二氧化锰、碳粉、MnOOH均难溶于水,因此滤渣的主要成分是二氧化锰、碳粉、MnOOH。由于碳燃烧生成CO2MnOOH能被氧化转化为二氧化锰;故答案为:加热浓缩、冷却结晶;碳粉;MnOOH;碳粉转变为CO2MnOOH氧化为MnO2

⑷双氧水具有强氧化性,能把铁氧化为铁离子,因此加入稀硫酸和双氧水,溶解后铁变为硫酸铁。根据氢氧化铁的溶度积常数可知,当铁离子完全沉淀时溶液中铁离子浓度为105 mol·L1,则溶液中氢氧根的浓度是c(OH)= 1×1011 mol·L1,所以氢离子浓度是c(H+)= 1×103 mol·L1pH3,因此加碱调节pH3时铁刚好完全沉淀。Zn2浓度为0.1 mol·L1,根据氢氧化锌的溶度积常数可知,开始沉淀时的c(OH)= 1×108 mol·L1,氢离子浓度是c(H+)= 1×106 mol·L1pH6,即继续加碱调节pH6时锌开始沉淀。如果不加双氧水,则铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,由于氢氧化亚铁和氢氧化锌的溶度积常数接近,因此在沉淀锌离子的同时亚铁离子也沉淀,导致生成的氢氧化锌不纯,无法分离开Zn2Fe2;故答案为:Fe3+36Zn2Fe2分离不开;Fe(OH)2Zn(OH)2Ksp相近。

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已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。

回答下列问题:

1)焙烧钼精矿时发生的化学方程式为_____________________________

2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是___________________,请提出一种实验室除去该尾气的方法____________________________________

3)操作2的名称为________。由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________

4)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉,图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)

①x________

焙烧炉中也会发生MoS2MoO3反应生成MoO2SO2的反应,若该反应转移6mol电子,则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________________

5)操作1中,加入碳酸钠溶液充分反应后,碱浸液中c(MoO42-)0.80mol·L1c(SO42-)0.04 mol·L1,在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO42-。当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率是________[Ksp(BaSO4)1.1×1010Ksp(BaMoO4)4.0×108,溶液体积变化可忽略不计]

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【题目】甘氨酸亚铁是一种补铁强化剂。实验室利用与甘氨酸制备甘氨酸亚铁,实验装置如下图所示(夹持和加热仪器已省略)

查阅资料:

①甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇。

②柠檬酸易溶于水和乙醇,具有较强的还原性和酸性。

实验过程:

I.装置C中盛有17.4g200mL1.0mol·L-1甘氨酸溶液。实验时,先打开仪器a的活塞,待装置c中空气排净后,加热并不断搅拌;然后向三颈瓶中滴加柠檬酸溶液。

Ⅱ.反应结束后过滤,将滤液进行蒸发浓缩;加入无水乙醇,过滤、洗涤并干燥。

1)仪器a的名称是________;与a相比,仪器b的优点是________

2)装置B中盛有的试剂是:_______;装置D的作用是________

3)向溶液中加入溶液可制得,该反应的离子方程式为________

4)过程I加入柠檬酸促进溶解并调节溶液pH,溶液pH与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。

pH过低或过高均导致产率下降,pH过高导致产率下降其原因是________

②柠檬酸的作用还有________

5)过程II中加入无水乙醇的目的是________

6)本实验制得15.3g甘氨酸亚铁,则其产率是_______%。

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【题目】下列事实一定能说明HF是弱酸的是(  )

①常温下NaF溶液的pH大于7;②用HF溶液做导电性实验,灯泡很暗;③等物质的量浓度的HCl溶液和HF溶液与足量锌粒反应,刚开始HCl溶液产生的气泡快;④常温下0.1mol/LHF溶液pH2.3;⑤HF能与Na2CO3溶液反应,产生CO2气体;⑥HF与水能以任意比混溶;⑦1mol/LHF水溶液能使紫色石蕊试液变红;⑧pH=3HF溶液稀释至原体积的10倍,pH值减小0.6;⑨等物质的量浓度的HCl溶液和HF溶液与足量锌粒反应,产生氢气的量一样多

A.①③④B.①②③④⑤⑧C.②④⑧⑨D.①②⑦⑧

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2)基态Fe3+的价电子排布式___,基态B原子的电子排布图为___

3BCOF四种元素基态原子第一电离能由大到小的顺序为___(写元素符号)。

4CO32-的中心原子价层电子对数为___对,SO32-的空间构型为___HCHOC的杂化方式为___

5)氨气极易溶于水的主要原因之一为NH3H2O分子之间可以形成氢键,氨水中存在的氢键有___种。

6)干冰与水晶熔化需破坏的主要作用分别是______

7)已知钠的密度为ag/cm3NA为阿伏加德罗常数的值,钠的晶胞结构如图,则晶胞棱长为___ pm

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