[题目]锌锰干电池是很古老的一次性电池.它的生产原料主要有软锰矿和闪锌矿.已知闪锌矿中含ZnS约80%.FeS.CuS.SiO2共约7%.其余为水分,软锰矿中含MnO2约a%.SiO2约20%.Al2O3约4%.其余为水分.科研人员开发了综合利用软锰矿和闪锌矿的同槽酸浸工艺.工艺流程如下图所示.请回答下列问题:(1)反应I需不断搅拌.目的是 .(2)检验反应I的滤液中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】锌锰干电池是很古老的一次性电池，它的生产原料主要有软锰矿和闪锌矿。已知闪锌矿中含ZnS约80%，FeS、CuS、SiO2共约7%，其余为水分；软锰矿中含MnO2约a%，SiO2约20%，Al2O3约4%，其余为水分。科研人员开发了综合利用软锰矿和闪锌矿的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。

请回答下列问题：

(1)反应I需不断搅拌，目的是____________________________。

(2)检验反应I的滤液中含有Fe3+的试剂为____________；写出反应I中由FeS生成Fe3+的离子方程式____________________________________。

(3)反应Ⅱ加入适量锌的作用是__________________；反应III中MnO2的作用是________________。

(4)已知ZnCO3、MnCO3的Ksp分别为1.4×10-10、2.2×10-11；要使反应IV之后的溶液中Zn2+、Mn2+浓度均降到1.0×10-6mol/L，则溶液中残留的CO32-浓度至少为__________mol/L。

(5)图是Na2SO4和Na2SO410H2O的溶解度曲线(g/100g水)，则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是：将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液________→__________→ 用乙醇洗涤→干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是_________________________________________。

【答案】加快反应速率，提高原料利用率。 KSCN(或苯酚) 2FeS+3MnO2+12H+ =2Fe3+ +2S+3Mn2+ +6H2O 将溶液中的Cu2+还原成Cu 将Fe2+氧化成Fe3+ 1.4×10-4 蒸发结晶趁热过滤防止Na2SO4固体转化为Na2SO410H2O，并防止Na2SO4因溶于水而损耗

【解析】

（1）反应I是闪锌矿、软锰矿在硫酸中的溶解过程，搅拌是为了加快反应速率，提高原料利用率；

（2）溶液中是否含有Fe3+，检验试剂一般选择KSCN(或苯酚)；反应I中由FeS和MnO2在酸性溶液中反应生成Fe3+、H2O、S、Mn2+；

（3）由图可知，反应Ⅱ加入适量锌有铜析出，故反应Ⅱ是将溶液中的Cu2+还原为Cu；反应III中加入MnO2，将Fe2+氧化成Fe3+，最终生成Fe(OH)3沉淀；

（4）欲使Zn2+、Mn2+浓度均降到1.0×10-6mol/L，依据ZnCO3、MnCO3溶度积常数，可求CO32-浓度；

（5）由图像溶解度曲线变化可知，Na2SO4的溶解度，在温度较高时，随温度升高而降低，而Na2SO410H2O的溶解度，随温度升高而升增大，欲得到Na2SO4晶体，应采取加热蒸发溶剂使Na2SO4结晶析出，并趁热过滤；因Na2SO4在乙醇中难于溶解，所以用乙醇而不用水洗涤，即防止Na2SO4和水作用生成Na2SO410H2O，又能防止Na2SO4因溶于水而损耗。

（1）反应I是闪锌矿、软锰矿在硫酸中的溶解过程，搅拌是为了加快反应速率，提高原料利用率；

本题答案为：加快反应速率，提高原料利用率。

（2）Fe3+遇到KSCN溶液变成血红色，Fe3+遇到苯酚溶液显紫色，故欲检验I的滤液中含有Fe3+的试剂为：KSCN(或苯酚)；反应I中由FeS和MnO2在酸性溶液中反应生成Fe3+、H2O、S、Mn2+，反应的的离子方程式为：2FeS+3MnO2+12H+ =2Fe3+ +2S+3Mn2+ +6H2O；

本题答案为：KSCN(或苯酚)、2FeS+3MnO2+12H+ =2Fe3+ +2S+3Mn2+ +6H2O。

（3）由图可知，反应Ⅱ加入适量锌有铜析出，故反应Ⅱ是将溶液中的Cu2+还原为Cu；反应III中加入MnO2，将Fe2+氧化成Fe3+，最终生成Fe(OH)3沉淀；

本题答案为：将溶液中的Cu2+还原成Cu；将Fe2+氧化成Fe3+。

（4）欲使Zn2+、Mn2+浓度均降到1.0×10-6mol/L，根据ZnCO3的Ksp=1.4×10-10，即c(Zn2+)c(CO32-)=1.4×10-10，求得：c(CO32-)=1.4×10-10÷（1.0×10-6）=1.4mol/L，同理可求使Mn2+沉淀，当Mn2+浓度均降到1.0×10-6mol/L时，c(CO32-)=2.2mol/L，所以溶液中残留的CO32-浓度至少为1.4mol/L ；

本题答案为：1.4。

（5）由图像溶解度曲线变化可知，Na2SO4的溶解度，在温度较高时，随温度升高而降低，而Na2SO410H2O的溶解度，随温度升高而升增大，欲得到Na2SO4晶体，应采取加热蒸发溶剂使Na2SO4结晶析出，并趁热过滤；因Na2SO4在乙醇中难于溶解，所以用乙醇洗涤即防止Na2SO4和水作用生成Na2SO410H2O，又能防止Na2SO4因溶于水而损耗；

本题答案为：蒸发结晶、趁热过滤、防止Na2SO4固体转化为Na2SO410H2O，并防止Na2SO4因溶于水而损耗。

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实验编号	温度/℃	平衡常数	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
实验编号	温度/℃	平衡常数	SO2	O2	SO2	O2	达到平衡所需时间/min
1	T1	K1	4	2	x	0.8	6
2	T2	K2	4	2	0.4	y	t

下列说法中不正确的是

A. x＝2.4

B. T1、T2的关系：T1＞T2

C. K1、K2的关系：K2＞K1

D. 实验1在前6 min的反应速率v(SO2)＝0.2 mol·L－1·min－1

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A．X表示温度

B．L2＞L1

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D．平衡常数 K(M)＞K(N)

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(2)控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10℅H2O2和3.0 mol/L的H2SO4混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。

温度(℃)	20	30	40	50	60	70	80
铜平均溶解速率×10-3mol.L-1.min-1	7.34	8.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是______________。

(3)在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，制备CuCl的离子方程式是_________________________。

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反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－49.58 kJmol－1

反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2

反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=－90.77 kJmol－1

回答下列问题：

(1)反应Ⅱ的△H2=_________，若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3，则K2=________(用K1、K3表示)。

(2)反应Ⅲ自发进行条件是___________(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)。

(3)在一定条件下2 L恒容密闭容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2，仅发生反应Ⅰ，实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系，如下表所示。

温度(℃)	500	T
CO2的平衡转化率	60℅	40℅

①T______500℃(填“>”、“<” 、“=”)。

②温度为500℃时，该反应10 min时达到平衡。用H2表示该反应的反应速率v(H2)=______________；该温度下，反应I的平衡常数K=______________L2/mol2

(4)由CO2制备甲醇还需要氢气。工业上用电解法制取Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OHFeO42+3H2↑，工作原理如图所示。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在__________ (填“阴极室”或“阳极室”)。该室发生的电极反应式为：___________________________。