二氧化锰是制造锌锰干电池的基本原料,普通锌锰干电池的电池反应式为:2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯度二氧化锰的流程如下(软锰矿中所有金属元素在酸性条件下均以阳离子形式存在):
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.24%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH及部分硫化物的Ksp(均为25℃时)见下表,回答下列问题:
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mn(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Zn(OH)2 |
pH |
5.2 |
3.2 |
9.7 |
10.4 |
6.7 |
8.0 |
沉淀物 |
CuS |
ZnS |
MnS |
FeS |
|
|
Ksp |
8.5×10-45 |
1.2×10-23 |
1.4×10-15 |
3.7×10-14 |
|
|
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要离子方程式为:
。
(2)滤渣A的主要成分为 。
(3)加入MnS的目的是除去 杂质。
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应式为 。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有 (写两种)。
NaHSO3可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗时即有I2析出。某课题组用淀粉作指示剂,通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。
(1)写出NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2的离子方程式:。
(2)调节反应物浓度和温度进行对比实验,记录结果如下:
编号 |
0.02mol/LNaHSO3溶液/mL |
0.02mol/LKIO3溶液/mL |
H2O/mL |
反应温度/℃ |
溶液变蓝的时间t/s |
① |
10 |
15 |
a |
10 |
t1 |
② |
10 |
40 |
0 |
10 |
t2 |
③ |
10 |
b |
0 |
20 |
t3 |
表中a=,b=。
(3)改变反应温度,重复实验③,得到温度(T)与溶液变蓝所需时间(t)的关系如下图所示(“×××”表示超过50℃后溶液不会再变蓝)。
①在30℃下,若溶液变蓝时,I2的物质的量为n mol,则从反应开始至溶液变蓝,IO3-的平均反应
速率mol·L-1·s-1(写出表达式即可,不要化简)。
②根据图像,请你分析温度低于50℃时,溶液变蓝所需时间与反应温度的关系:。
(4)将NaHSO3溶液与KIO3溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂),用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大,一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设,请你完成假设二:
假设一:反应生成的I2对反应起催化作用;
假设二:;
………………
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容(反应速率可用测速仪测定)。
实验方案(不要求写出具体操作过程) |
预期实验现象和结论 |
工业上可以利用含铝、铁、铜合金的废料获得的绿矾(FeSO4·7H2O)、胆矾等,甲同学设计的实验方案如下:
请回答:
(1)操作①、操作②所用的玻璃仪器是;沉淀C的化学式为。
(2)为了检测滤液D中含有的金属离子,可设计实验方案为(试剂自选)。
(3)在滤渣B中滴加稀硫酸时,发现反应速率比一般的铁粉反应要快,其原因是。
(4)若考虑绿色化学工艺,在滤渣E中加入稀硫酸和H2O2制胆矾晶体,则反应④的离子化学方程式为;若不考虑绿色化学工艺,所选试剂Y为1mol/L HNO3,欲使3mol Cu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4,则需该硝酸的体积L。
邻羟基桂皮酸(D)是合成香精的重要原料,下列为合成邻羟基桂皮酸的路线之一
试回答:
(1)A中含氧官能团的名称是和。
(2)B→C的反应类型。
(3)D与过量NaOH溶液反应的化学方程式。
(4)有机物E与D互为同分异构体,且E有如下特点:
① 是苯的对位取代物, ② 能与NaHCO3反应放出气体 ,③能发生银镜反应。
请写出E的一种结构简式。
(5)下列说法正确的是。
a.A的化学式为C7H8O2b.B能与NaHCO3溶液反应
c.C可能发生聚合反应d.1mol有机物D最多能与4mol H2加成
Na、Cu、Fe、Cl、O、N是常见的6种元素。
(1)Fe位于元素周期表第_____周期第_____族;O的基态原子核外有______个未成对电子。
Cu的基态原子电子排布式为________。
(2)用“>”或“<”填空:
第一电离能 |
原子半径 |
稳定性 |
N_______O |
Cl_______Na |
NH3______H2O |
(3)液态N2H4与液态N2O4反应生成气态水,在25℃、101kPa下,已知该反应每消耗1mol N2H4放出519.85kJ的热量,该反应的热化学反应方程式是:。
(4)古老的但仍是最有用的制备N2H4的方法是NaClO溶液氧化过量的NH3,写出该反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目。
(1 3分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的消毒剂,主要用于水、砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是制取亚氯酸钠的工艺流程:
已知:①NaClO2的溶解度随着温度升高而增大,适当条件下可结晶析出。
②ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。
回答下列问题:
(1)在无隔膜电解槽中用惰性电极电解一段时间,阳极电极反应方式为;生成ClO2气体的反应中所加X酸为。
(2)吸收塔内的温度不宜过高的原因为;ClO2吸收塔内发生反应的离子方程式为。
(3)从溶液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作名称依次是;粗晶体进一步提纯的实验操作名称是。
(4)a kg 30% H2O2理论上可最多制得kg NaClO2 ·3H 2O