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,其周围是碳粉,MnO2,ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据下表所示:
溶解度/(g/100g水)
![]() 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)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和H2O2溶解,铁变为_____,加碱调节至pH为 时,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);继续加碱调节至pH为_____时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1mol/L)。若上述过程不加H2O2后果是 ,原因是 。
选做【化学——物质结构与性质】化学中的某些元素是与生命活动密不可分的元素,请回答下列问题。
(1)NH4NO3是一种重要的化学肥料,其中N原子的杂化方式是。
(2)维生素C是一种水溶性维生素,水果和蔬菜中含量丰富,该物质结构简式如图所示。以下关于维生素C的说法正确的是。
a.分子中既含有极性键又含有非极性键
b.1 mol 分子中含有4 mol π键
c.该物质的熔点可能高于NaCl
d.分子中所含元素电负性由大到小的顺序为O>C>H
(3)维生素C晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有。
(4)KSCN溶液可用于Fe3+的检验,原因是铁离子外围有较多能量相近的空轨道,因此能与一些分子或离子形成配合物。Fe3+的价电子排布为,与之形成配合物的分子或离子中的配位原子应具备的结构特征是。
(5)1183K以下纯铁晶体的晶胞如图1所示,1183K以上则转变为图2所示晶胞,则图1和图2中,铁原子的配位数之比为。
选做【化学——化学与技术】工业上提炼TiO2的工艺流程如下:
(1)写出硫酸溶解钛铁精矿(FeTiO3)生成TiO2+的离子方程式。
(2)副产物A的主要成分为。
(3)滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热,其目的是。
(4)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是。
(5)工业上将TiO2和碳粉混合加热氯化生成的TiCl4,然后在高温下用金属镁还原TiCl4得到金属钛,写出TiO2制备Ti的化学方程式:、。
磷酸铁锂动力电池(LiFePO4电池)的内部结构如图所示。中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,锂离子可以通过而电子不能通过。
该电池的总反应式为:Li1-xFePO4+ LixC6="=" C6 + LiFePO4
(1)磷酸铁锂电池放电时,正极反应式为。
(2)若用该电池电解精炼铜,阴极质量增重19.2g时,则电池中通过聚合物隔膜的Li +数目为。
(3)以该电池为电源,用Fe2O3为阳极,石墨为阴极,NaOH溶液为电解质溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4),写出阳极的电极反应式。
(4)学生在实验时若被白磷(以P表示)灼伤,可用硫酸铜溶液涂抹伤处,有铜和H3PO4生成,写出此反应的化学方程式。
(5)一般来说,如果一个反应的平衡常数大于105,通常认为反应进行得较完全;相反,如果一个反应的平衡常数小于10-5,则认为这个反应很难进行。已知常温下各物质的溶度积及电离平衡常数:
CuS:Ksp=8.4×10-36mol2·L-2;H2S:Ka1=1.2×10-7mol·L-1,Ka2=7×10-15mol·L-1
①通过计算说明反应CuS(s)+2H+Cu2++H2S进行的程度。
②常温下,NaHS溶液呈碱性,此溶液中离子浓度由小到大的顺序是。若向此溶液中加入硫酸铜溶液,恰好完全反应,所得溶液pH7(填“>”“<”或“﹦”),其原因是(用离子方程式表示)。
硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。
(1)重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下:
BaSO4 (s)+4C(s) ===BaS(s)+4CO (g) ΔH=+571.2 kJ·mol-1
BaS(s) ===Ba(s)+S(s) ΔH=+460 kJ·mol-1
已知:O2(g)+2C(s) ===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,写出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式。
(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1是制备硫酸的重要反应。在容积为V L的密闭容器中起始充入2 mol SO2和1 mol O2,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。与实验a 相比,实验b 改变的条件是,判断的依据。
(3)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应:
SO2 (g) + NO2 (g)SO3 (g) + NO (g) ΔH=-42 kJ·mol-1。在1 L 恒容密闭容器中充入SO2(g) 和NO2 (g),所得实验数据如下:
实验 编号 |
温度 |
起始时物质的量/mol |
平衡时物质的量/mol |
|
n(SO2) |
n(NO2) |
n(NO) |
||
甲 |
T1 |
0.80 |
0.20 |
0.18 |
乙 |
T2 |
0.20 |
0.80 |
0.16 |
丙 |
T2 |
0.20 |
0.30 |
a |
①实验甲中,若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ,则0~2 min时间内,用SO2 (g)表示的平均反应速率υ(SO2)=。
②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为。
③由表中数据可推知,T1T2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是。
【化学—物质结构与性质】前36号元素A、B、C、D的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍,B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构,C最外层电子数是电子层数的三倍。D是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均全充满。请回答下列问题:
(1)A、B、C第一电离能由小到大的顺序为______;基态D原子的价电子排布式为______。
(2)BC3-的空间构型为_______。
(3)1 molAB-中含有的键数目为________个。
(4)已知镧镍合金LaNin晶胞(结构如图)体积为9.0×10-23cm2,,储氢后形成LaNinH3.5合金(晶胞体积不变,则n=________;氢在合金中的密度为________g/cm2(保留小数点后三位数字)。