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)
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)该电池的负极为 ,正极反应式为 ,
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作5分钟,理论消耗Zn g(已知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:加入稀硫酸和双氧水,溶解,铁变为 加碱调节PH为 ,铁刚好完全沉淀(离子浓度≤1×10-5mo1·L-1时即可认为离子沉淀完全)继续加碱调节PH为 锌开始沉淀(假定此时溶液中Zn2+的浓度为0.1 mo1·L-1)。若上述过程不加双氧水的后果 ,原因是 。
氮化硅(Si3N4)是一种优良的高温结构陶瓷,在工业生产和科技领域有重要用途。
I.工业上有多种方法来制备氮氦化硅,常见的方法有:
方法一直接氦化法:在1300~1400℃时,高纯粉状硅与纯氦气化合,其反应方程式为
方法二化学气相沉积法:在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氦气、氢气反应生成氦化硅和HCl,与方法一相比,用此法制得的氦化硅纯度较高,其原因是。
方法三 Si(NH2)4热分解法:先用四氯化硅与氨气反应生成Si(NH2)4和一种气体
(填分子式);然后使Si(NH2)4受热分解,分解后的另一种产物的分子式为。
II.(1)氨化硅抗腐蚀能力很强,但易被氢氟酸腐蚀,氨化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐,此盐中存在的化学键类型有。
(2)已知:25℃,101kPa条件下的热化学方程式:
3Si(s)+2N2(g)==Si3N4(s)△H=—750.2kJ/mol
Si(s)+2Cl2(g)==SiCl4(g)△H=—609.6kJ/molH2(g)+
Cl2(g)==HCl(g) △H=—92.3kJ/mol
请写出四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式:
。
III.工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下:
已知:X,高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应,Y与X在光照或点燃条件下可反应,Z的焰色呈黄色。
(1)原料B的主要成分是。
(2)写出焦炭与原料B中的主要成分反应的化学方程式:。
(3)上述生产流程中电解A的水溶液时,阳极材料能否用Cu?(填“能”或“不能”)。
写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式:
阳极:;阴极:。
美日三名化学家[理查德·赫克(Richard Heck,美)、根岸荣—(Ei – ich Negishi,日)、铃木章(Akira Suzuki,日)利用钯(Pd)作催化剂,将有机化合物进行“裁剪”、“缝合”,创造出具有特殊功能的新物质而荣获2010年诺贝尔化学奖。赫克反应(Heck反应)的通式可表示为(R – X中的R通常是不饱和烃基或苯环;R′CH=CH通常是丙烯酸酯或丙烯腈等):
现有A、B、C、D等有机化合物有如下转化关系:
请回答下列问题:
(1)反应I的化学方程式为。
(2)已知腈基(—C≡N)也具有不饱和性(可催化加氢),写出CH2=CH—CN完全催化加氢的化学方程式:。
(3)丙烯腈(CH2=CH—CN)可发生加聚反应生成一种高聚物,此高聚物的结构简式为
。
(4)写出B转化为C的化学方程式:。
(5)D的结构简式为(必须表示出分子的空间构型)。
(6)D具有化学性质有(填编号)。
A.加热能与氢氧化钠溶液反应
B.能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.能发生缩聚反应和加聚反应
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
(7)已知:醛基直接与苯环连接的醛如不能被新制的氢氧化铜氧化。写出同时符合下列条件的D的同分异构体的结构简式:。
①波谱分析显示分子中没有甲基;
②1,3,5—三取代苯;
③具有酸性,既能与Fe3+作用显色,又能使溴水褪色,易被新制的氢氧化铜氧化
下表是元素周期表前四周期的一部分,X、Y、Z、R、Q、W、J是7种元素的代号。回答下列问题时,涉及元素书写的请用相应的元素符号。
(1)J基态原子的核外电子排布式为。基态Q2+中未成对电子数为;R和Y的简单离子与Na+三种离子的半径大小顺序为。
(2)X、Y、Z三种元素电负性由大到小的排序是;X与Y的第一电离能:XY(填“<”“>”或“=”),其理由是。
(3)检验某溶液中是否含有Q3+的方法是。
(4)已知WX3是一种引爆剂,受撞击时分解为两种单质,则其化学方程式为
。
(5)化学家直到1971年利用XeZ2(Xe为氙)和含JY—3的溶液反应才制得JY-4。反应中除生成JY-4外,还得到了Xe和一种弱酸。写出该离子反应方程式并标出电子转移方向和数目:。
常温下将一块钠露置在空气中一段时间后,甲、乙两位同学把固体分成两份,各取一份同时进行实验,欲探究其组成和含量。请根据要求回答下列问题。
甲同学:将一份放入烧瓶中,加入稀硫酸后,生成无色无味的气体,据分析推理可能有二氧化碳和氢气,然后进行气体成份的验证实验。
(1)为验证气体产物中是否含有二氧化碳和氢气,需从下图中选择必要的仪器和药品,设计一套装置验证气体成份。装置的连接顺序为:d→→→→
→→。(填下列装置的接口字母)
(2)实验过程中观察到石灰水变浑浊,由此可判断原固体中含有的物质是________
(填化学式)。
乙同学将另一份进行以下实验。
(3)用浓盐酸配制500mL 3.00mol·L-1的稀盐酸时,需要使用的玻璃仪器除了量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒以外,还有。
(4)在操作II中,发生反应的离子方程式为。
(5)操作IV中用盐酸标准液滴定滤液时,滴定终点的现象是。
(6)若操作IV中,消耗3.00mol·L-1的盐酸标准液50.00 mL,通过计算判断,5.00g固体中是否含有NaOH________(填有或无),质量是________g
(若你认为无NaOH,则此空不用答)。
硫酸工业中废渣称为硫酸渣,其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案,进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知溶液pH=3.7时,Fe3+已经沉淀完全;一水合氨电离常数Kb=1.8×10-5,其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3mol·L-1。请回答:
(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:。
(2)上述流程中两次使用试剂①,推测试剂①应该是(填以下字母编号)
A.氢氧化钠 | B.氧化铝 | C.氨水![]() |
D.水 |
(3)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13,如果pH过小,可能导致的后果是;(任写一点)
(4)H中溶质的化学式:;
(5)计算溶液F中c(Mg2+)=( 25℃时,氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12)