污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题-优题课

题文

污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某化学研究小组利用软锰矿（主要成分为 $M n O_{2}$ ，另含有少量头铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的 $S O_{2}$ ，又制得电池材料 $M n O_{2}$ （反应条件已略去）。

请回答下列问题：
（1）上述流程脱硫实现了（选填下列字母编号）。
A．废弃物的综合利用 B．白色污染的减少 C．酸雨的减少
（2）用 $M n C O_{3}$ 能除去溶液中 $A l^{3 +}$ 和 $F e^{3 +}$ ，其原因是。
（3）已知：25℃、101 $K_{p a}$ 时， $M n (s) + O_{2} (g) = M n O_{2} (s)$ $△ H = - 520 K J / m o l$

$S (s) + O_{2} (g) = S O_{2} (g)$ $△ H = - 297 K J / m o l$

$M n (s) + S (s) + 2 O_{2} (g) = M n S O_{4} (s)$ $△ H = - 1065 K J / m o l$

$S O_{2}$ 与 $M n O_{2}$ 反应生成无水 $M n S O_{4}$ 的热化学方程式是。
（4） $M n O_{2}$ 可作超级电容器材料。用惰性电极电解 $M n S O_{4}$ 溶液可制得 $M n O_{2}$ ，其阳极的电极反应式是。
（5） $M n O_{2}$ 是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是。
（6）假设脱除的 $S O_{2}$ 只与软锰矿浆中的 $M n O_{2}$ 反应。按照图示流程，将 $a m^{3}$ （标准状况）含 $S O_{2}$ 的体积分数为 $b$ %的尾气通入矿浆，若 $S O_{2}$ 的脱除率为89.6%，最终得到 $M n O_{2}$ 的质量为 $c k g$ ，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于 $M n O_{2}$ $k g$ 。

科目化学题型填空题难度较难

知识点：化学电源新型电池

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氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

（1）氢氧燃料电池的能量转化形式主要是______，在导线中电子流动方向为______（用a、b表示）。
（2）负极反应式为__________________。

有如下两个反应
A：2HCl+Ba(OH)₂=BaCl₂+2H₂OB：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺
（1）根据两反应的本质，判断能否设计成原电池：A，B，（填“能”或“不能”）不能设计成原电池的原因是；
（2）根据能设计成原电池的反应选择适合的材料和试剂设计一个原电池
①负极材料是，正极材料是，电解质溶液是；
②写出负极的电极反应式；
③若导线上转移电子0.2 mol，则负极质量减少。

有A、B、C、D、E五种元素，A元素形成的－2价阴离子比氦的核外电子数多8个。B元素的一种氧化物为淡黄色固体，该固体遇到空气能生成A的单质。C为原子核内有12个中子的二价金属，当2.4 g C与足量盐酸反应时，生成标准状况下的H₂ 2.24 L。D的原子M层上有7个电子，E与A同周期且最外层比次外层多3个电子。
（1）C离子的结构示意图。
（2）A、E氢化物的稳定性比较。（填化学式）
（3）A、B、C、D四种离子半径由大到小顺序（用离子符号表示）。
（4）用电子式表示C与D形成化合物的形成过程：
。
（5）写出D单质与B的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式：
。
（6）写出Cu与E的最高价氧化物对应水化物稀溶液反应的离子方程式：
。

下图是中学教材中元素周期表的一部分，其中标出A~Q14种元素，试回答下列问题：

（1）在上表所列出的短周期元素中（填具体物质化学式）原子半径最小的是（除稀有气体元素）；阴离子还原性最弱的是；
最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是。
（2）F和G两元素相比较，金属性较强的是（填名称），可以验证该结论的实验是。（填编号）
a．将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
b．将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应
c．将这两种元素的单质粉末分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
d．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
（3）Q在元素周期表中的位置是，B元素形成的单质的结构式为。
（4）写出E的最高价氧化物对应的水化物与G单质发生的反应的离子方程式：
。

某温度时，在5 L的容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请通过计算回答下列问题。

（1）反应开始至2 min，Y的平均反应速率为；
（2）分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式：
；
（3）反应达到最大限度时，Y的转化率为。

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