常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。
(1)填充物用60℃温水溶解,目的是 。
(2)操作A的名称为 。
(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。铜帽溶解完全后,可采用_____________方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为 。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①当1 mol MnO2参加反应时,共有 mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,试写出该反应的化学方程式: 。
(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示:
根据上图可知:
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高,汞的吸收率__ _.
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下 强.
(共17分)浓硫酸具有强氧化性,能与金属铜反应,现用浓硫酸与铜反应制得SO2并进行相关实验探究。
(1)装置A中发生反应的化学方程式是_______,盛放浓硫酸的仪器名称是 ,
装置B的作用是 ___ ____。
(2)设计装置C的目的是验证SO2的_______________性,D中NaOH全部转化为NaHSO3的标志是____________。
(3)反应结束时烧瓶中Cu有剩余,某同学认为H2SO4也有剩余,他设计了下列实验方案来测定剩余H2SO4的量。经冷却,定量稀释后进行下列实验,能达到目的是________(填序号);
a.用酸碱中和滴定法测定
b.与足量Zn反应,测量生成H2的体积
c.用PH计测溶液PH值
d.与足量BaCl2溶液反应,称量生成沉淀的质量
(4)向D瓶所得NaHSO3溶液中加入漂白粉溶液,反应有三种可能情况:
I. HSO3-与ClO-刚好反应完; II. 漂白粉不足; III. 漂白粉过量
同学们分别取上述混合溶液于试管中,通过下列实验确定该反应属于哪一种情况,请你完成下表:
实验序号 |
实验操作 |
现象 |
反应的可能情况 |
① |
滴加少量淀粉碘化钾溶液,振荡 |
III |
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② |
滴加少量棕红色的KI3溶液,振荡 |
II |
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③ |
滴入加少量酸性KMnO4溶液,振荡 |
溶液呈紫色 |
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④ |
加入几小块CaCO3固体 |
有气泡产生 |
(共18分)随着电子工业的发展,电子废料和电子废料逐步增多,这些电子废料和垃圾常常含有重要金属元素,具有回收价值,如一种含铝、锂、钴的新型电子材料,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
(1)金属铝的化学性质活泼,但铝箔在空气中能稳定存在,原因是 ,则步骤I加碱后铝箔首先发生的反应的离子方程式为 。
(2)过程II中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为(产物中只有一种酸根) ,若消耗0.2molNa2S2O3,转移电子数目为 。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_______________。
(3)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式____________________。
(4)碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同,请写出在过程IV中起的作用是__________。
(5)工业制取的Na2CO3常常含有NaHCO3杂质,下列各说法正确的是______(填序号)。
A.可采用加热的方法除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质 |
B.向某无色溶液中滴加稀盐酸,生成无色无味的气体,通入澄清石灰水变浑浊,则溶液一定含有CO32‾ |
C.实验室有两瓶失去标签的试剂,分别为Na2CO3溶液和稀盐酸,不用其它试剂即可鉴别 |
D.可用Ca(OH)2鉴别Na2CO3与NaHCO3 |
(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,A物质的化学式是______。
化学反应原理在科研和生产中有广泛应用,运用化学反应原理知识分析下列问题。
(1)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为_______________。
(2)在Cu2O/ZnO做催化剂的条件下,将CO(g)和H2(g)充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH(g),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如下图。
根据题意回答下列问题:
①反应达到平衡时,平衡常数表达式K= ;升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
③若其它条件不变,对处于Z点的体系,将体积压缩至原来的1/2,达到新的平衡后,下列有关该体系的说法正确的是 。
a.氢气的浓度与原平衡比减少 b.正、逆反应速率都加快
c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2) /n(CH3OH)增大
④据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,
原因是: (写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明)。
(3)工业生产中用SO2为原料制取硫酸
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式_____________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。
请写出开始时阳极反应的电极反应式_________。
已知:硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2N-CH2-COONa)即可得到配合物A。其结构如图:
(1)Cu2+电子排布式为 。
(2)元素C、N、O的第一电离能由大到小排列顺序为 。
(3)A中碳原子的轨道杂化类型为 。1mol氨基乙酸钠(H2N-CH2-COONa)含有σ键的数目为 。
(4)氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体分子: (写化学式)。
(5)已知:硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体,其结构如图,则该化合物的化学式是 。
(14)硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式 。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。电解时阳极区会产生气体,产生气体的原因是 。
(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
②用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 。
(3)氢化亚铜是一种红色固体,可由硫酸铜为原理制备
4CuSO4 + 3H3PO2 + 6H2O =" 4CuH↓" + 4H2SO4 + 3H3PO4。
①该反应氧化剂是 (写化学式)。
②该反应每生成1molCuH,转移的电子物质的量为 。
(4)硫酸铜晶体常用来制取波尔多液,加热时可以制备无水硫酸铜,下图是硫酸铜晶体受热分解图示。
请写出A→B的方程式 。