【题目】MnO2用途很广,它是一种广泛应用的氧化剂。例如将它加入熔态的玻璃中,可以除去带色的杂质(硫化物或亚铁盐),称为普通玻璃的“漂白剂”。在锰-锌干电池中用作去极剂,以氧化在电极上产生的氢。
(1)Zn- MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。其电解质溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”),原因是_________________、________________(用离子方程式表示);该电池工作时,电子流向__________极(填“正”或 “负”)。
(2)工业上,常以菱锰矿(主要成分MnCO3,常含有少量铁、钙、锌等元素)为原料,用电解法可以制备MnO2。其制备过程如下:
写出酸浸的主要化学方程式:______________________。
②下图可以看出,从MnSO4和ZnSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体,需要控制的温度范围为______________(填字母)。
A.0~40℃ B.40~60℃ C.60℃以上
③请写出用惰性电极电解MnSO4溶液制备MnO2的阳极反应:___________________。
④该工艺产生的废水中含有较多的Mn2+,通常用H2S或者Na2S溶液处理。25 ℃,在0.10 mol·L-1 H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
i.pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=__________mol·L-1;
ii.某溶液含x mol·L-1 Mn2+、0.10 mol·L-1 H2S,当调节溶液pH=5时,Mn2+开始沉淀,则x= 。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]
【答案】(1)酸,NH4++H2ONH3﹒H2O+H+,
Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+,正;
(2)①MnCO3+H2SO4===MnSO4+H2O+CO2↑;②C;
③Mn2+-2e-+2H2O===MnO2+4H+;④0.043,0.020。
【解析】
试题分析:(1)ZnCl2和NH4Cl都属于强酸弱碱盐,Zn2+和NH4+发生水解,Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+、NH4++H2O
NH3·H2O+H+,造成溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,根据原电池的工作原理,电子从负极流向正极;(2)①菱锰矿成分是MnCO3,和硫酸反应:MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑;②根据溶解度和温度的关系,得到MnSO4·H2O,温度控制在60℃以上,因为随温度升高MnSO4·H2O的溶解度降低,析出MnSO4·H2O,故选项C正确;③阳极是失去电子,化合价升高,因此阳极反应式为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;④根据物料守恒,c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=0.1,pH=13时,溶液中c(S2-)=5.7×10-2mol·L-1,因此c(HS-)+c(H2S)=0.043mol·L-1,根据溶度积的表示,Ksp=c(Mn2+)×c(S2-),pH=5时,c(S2-)=1.4×10-11mol·L-1,因此c(Mn2+)=0.020mol·L-1。
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【题目】一定温度下,在2 L的密闭容器中发生反应:M(g)+2N(g)xP(g) ΔH<0,N、P的物质的量随时间变化的关系如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A. x=2
B. 反应开始2 min内,v(P)=0.1 mol·L-1·min-1
C. 2 min后,降低温度平衡向右移动
D. 当容器内混合气体压强不再改变时,反应体系达到化学平衡状态
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【题目】下列实验设计及描述不正确的是
A. 图甲所示的实验,探究氧化性:KMnO4>Cl2>I2
B. 图乙所示的实验,根据小试管中液面的变化判断铁钉发生析氢腐蚀
C. 图丙所示的实验,根据温度计读数的变化用稀盐酸和NaOH溶液反应测定中和热
D. 图丁所示的实验,根据试管中液体颜色的变化比较Cl2、Fe3+、I2的氧化性强弱
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【题目】由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇时,需要经过下列哪几步反应( )
A.消除、加成、取代B.加成、消除、取代
C.取代、消除、加成D.消除、加成、消除
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【题目】在一定温度下,将气体X与气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+Y(g)2Z(g)△H<0,一段时间后达到平衡.反应过程中测定的数据如表:下列说法正确的是( )
t∕min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(Y)∕mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
A. 反应前4min的平均反应速率υ(Z)=0.0125molL-1min-1
B. 其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前υ(逆)>υ(正)
C. 该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D. 其他条件不变,再充入0.2molZ,达平衡时X的体积分数增大
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【题目】(1)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 ______。
A.C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H>0
B.NaOH(aq)+HC1(aq)═NaC1(aq)+H2O(1)△H<0
C.2H2(g)+O2(g)═2H2O(1)△H<0
(2)以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应设计一个原电池,其负极的电极反应式为 ______。
(3)电解原理在化学工业中有着广泛的应用.现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连,其中a为电解液,X和Y均为惰性电极,则:
①若a为CuSO4溶液,则电解时的化学反应方程式为 ______ .通电一段时间后,向所得溶液中加入0.2molCuO粉末,恰好恢复电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子的物质的量为 ______。
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