工业上硫酸锰铵[(NH4)2Mn(SO4)2]可用于木材防火涂料等。其制备工艺如下: 
已知步骤Ⅰ反应:H2C2O4(aq) +H2SO4(aq) +MnO2(s)
MnSO4(aq)+2CO2(g)+2H2O(1) △H
(1)在步骤I的反应中,氧化剂是 。
(2)步骤Ⅱ中趁热过滤前需向MnSO4溶液中加入少量热水,其目的是____;步骤III所得(NH4)2Mn(SO4)2:晶体需用酒精溶液洗涤,洗去的主要杂质离子有____ 。
(3)下列操作有利于提高产品产率的是____(填序号)。
| A.慢慢分次加入二氧化锰 | B.趁热过滤 |
| C.冰水浴充分冷却 | D.用水代替酒精溶液洗涤 |
(4)一定条件下,在步骤I的水溶液中l mol MnO2完全反应相相对能量变化如图。则△H=____;催化剂是否参加化学反应? (填“是”或“否”或“不确定”)。
(5)碱性干电池中含大量MnO2可以回收利用,该电池工作时的正极反应式为____ ;若从干电池中回收87 kg MnO2,理论上可以获得(NH4)2Mn( S04)2 _kg。
工业废水中常含有一定量的Cr2O,会对人类及生态系统产生很大损害,电解法是行之有效的除去铬的方法之一。该法用Fe和石墨作电极电解含Cr2O
的酸性废水,最终将铬转化为Cr(OH)3沉淀,达到净化目的。某科研小组利用以上方法处理污水,设计了熔融盐电池和污水电解装置如下图所示。
(1)Fe电极为(填“M”或“N”);电解时(填“能”或“不能”)否用Cu电极来代替Fe电极,理由是。
(2)阳极附近溶液中,发生反应的离子方程式是
阴极附近的沉淀有。
(3)图中熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知,该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4–8e–+4CO32–==5CO2+2H2O,则正极的电极反应式为。
(4)实验过程中,若电解池阴极材料质量不变,产生4.48L(标准状况)气体时,熔融盐燃料电池消耗CH4的体积为L(标准状况)。
甲醇是一种重要的可再生能源。
(1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH ="a" KJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH ="b" KJ/mol
试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式:。
(2)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。
甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡,用H2表示平均反应速率υ(H2)=_。
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2,CO的平衡转化率随温度(T压强(P)的变化如乙图所示。
①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是_______。(填字母)
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA________PB(填“>、<、=”)。
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 molCO和20 molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=L。
(4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。
①若KOH溶液足量,则写出电池总反应的离子方程式:___________________。
②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8 mol,当有0.5 mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是。
乳酸分子式为C3H6O3,在一定的条件下可发生许多化学反应,下图是采用化学方法对乳酸进行加工处理的过程,其中A、H、G为链状高分子化合物。(已知—OH,—COOH等为亲水基团,F常做内燃机的抗冻剂)请回答相关问题:
(1)推断C、F的结构简式。C:;F:。
(2)B中所含的官能团名称为;反应③的反应类型是。
(3)反应①的化学方程式为。
在80℃时,0.40mol的N2O4气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
已知:
(1)计算20s~40s内用N2O4表示的平均反应速率为。
(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K=。
(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色(填“变浅”、“变深”或“不变”)。
(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号),若要重新达到平衡时,使c(NO2)/c(N2O4)值变小,可采取的措施有(填序号)。
| A.增大N2O4的起始浓度 | B.向混合气体中通入NO2 |
| C.使用高效催化剂 | D.升高温度 |
(5)如图是80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出该反应在60℃时N2O4物质的量的变化曲线。
酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是有碳粉,二氧化锰,氯化锌和氯化铵等组成的填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可以得到多种化工原料,有关数据下图所示:
溶解度/(g/100g水)
温度/℃化合物 |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
| NH4Cl |
29.3 |
37.2 |
45.8 |
55.3 |
65.6 |
77.3 |
| ZnCl2 |
343 |
395 |
452 |
488 |
541 |
614 |
| 化合物 |
Zn(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
| Ksp近似值 |
10-17 |
10-17 |
10-39 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为 ,电池反应的离子方程式为:
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,理论消耗Zng。(已经F=96500C/mol)
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有氯化锌和氯化铵,两者可以通过____分离回收,滤渣的主要成分是二氧化锰、______和,欲从中得到较纯的二氧化锰,最简便的方法是,其原理是。
(4)用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌,需去除少量杂质铁,其方法是:加入新硫酸和双氧水,溶解,铁变为加碱调节PH为,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L时,即可认为该离子沉淀完全)。继续加碱调节PH为 ,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1mol/L)。若上述过程不加双氧水的后果是,原因是。