【題目】堿性鋅錳電池的工作原理:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,其中的電解質(zhì)溶液是KOH溶液。某課題組用廢舊鐵殼無(wú)汞堿性鋅錳電池為原料,制備一種新型材料MnxZn(1-x)Fe2O4,其工藝流程如圖所示:

(1)濾液A中溶質(zhì)的電子式為____________

(2)已知MnxZn(1-x)Fe2O4中錳元素的化合價(jià)與實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳制取氯氣時(shí)還原產(chǎn)物中錳元素的化合價(jià)相同,則鐵元素的化合價(jià)為_________

(3)“溶渣工序中稀硫酸與鐵反應(yīng)生成的硫酸亞鐵可將+3價(jià)錳的化合物全部還原成Mn2+,寫出該反應(yīng)的離子方程式:_____________________________

(4)“調(diào)鐵工序的目的是調(diào)整濾液中鐵離子的總濃度,使其中金屬元素的物質(zhì)的量之比與產(chǎn)品的化學(xué)式MnxZn(1-X)Fe2O4相符合。

①寫出調(diào)鐵"工序中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_________________,___________________

②若測(cè)得濾液的成分為c(Mn2+)+c(Zn2+)=amol.L-1,c(Fe2+)+c(Fe3+)=bmol.L-1,濾液體積為1m3,“調(diào)鐵工序中,需加入的鐵粉質(zhì)量為________kg(忽略溶液體積變化,用含a、b的代數(shù)式表示)。

(5)氧化"工序中,加入雙氧水的目的是把Fe2+氧化為Fe3+;生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際消耗雙氧水的量大于理論值,其可能原因除溫度外,主要是_______________。

(6)用氨水調(diào)pH",經(jīng)結(jié)晶”“過(guò)濾可得到產(chǎn)品和濾液C,從濾液C中還可分離出一種氮肥,該氮肥的溶液中的離子濃度由小到大的順序?yàn)?/span>_____________________。

【答案】 +3 MnO(OH)+Fe2++3H+=Mn2++Fe3++2H2O Fe+2Fe3+=3Fe2+ Fe+2H+=Fe2++H2 112a-56b 生成的Fe3+催化了雙氧水的分解 (OH-)<c(H+)<c(SO42-)<c(NH4+)

【解析】

廢舊無(wú)汞堿性鋅錳電池為原料,制備一種新型材料MnxZn(1-x)Fe2O4,廢舊電池加入水浸取過(guò)濾得到濾液A和濾渣,濾渣加入過(guò)量稀硫酸熔渣后加入鐵,稀硫酸與鐵反應(yīng)生成的硫酸亞鐵可將+3價(jià)錳的化合物全部還原成Mn2+,過(guò)濾得到濾渣B和濾液,測(cè)定濾液成分,“調(diào)鐵”工序的目的是調(diào)整溶液中鐵離子的總濃度,使其中金屬元素的物質(zhì)的量之比與產(chǎn)品的化學(xué)式MnxZn(1-x)Fe2O4相符合,加入過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子生成鐵離子,用氨水“調(diào)pH”后,經(jīng)“結(jié)晶”“過(guò)濾”可得到產(chǎn)品和濾液C,從濾液C中還可分離出一種氮肥為硫酸銨,據(jù)此解答。

(1)濾液A中溶質(zhì)是KOH,含有離子鍵和共價(jià)鍵,電子式為

(2)已知MnxZn(1-x)Fe2O4中錳元素的化合價(jià)與實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳制取氯氣時(shí)的還原產(chǎn)物中的錳的化合價(jià)相同,可知Mn為+2價(jià),鋅+2價(jià)、氧元素-2價(jià),則根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知鐵元素的化合價(jià)為+3;

(3)“溶渣”工序中稀硫酸與鐵反應(yīng)生成的硫酸亞鐵可將+3價(jià)錳的化合物全部還原成Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式為MnO(OH)+Fe2++3H+=Mn2++Fe3++2H2O。

(4)①“調(diào)鐵"工序中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑。

nMn2+)+nZn2+)=a molL-1×1000L=1000amol,已有鐵元素bmol/L×1000L=1000bmol,由電荷守恒可知MnxZn(1-x)Fe204中含Fe2O42-1000amol,其中鐵元素的物質(zhì)的量為1000amol×2=2000amol,還需加入鐵的物質(zhì)的量為2000amol-1000bmol,質(zhì)量為(2000amol-1000bmolmol×56g/mol=(112a-56bkg

(5)在“氧化"工序中,加入雙氧水的目的是把Fe2+氧化為Fe3+,生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際消耗雙氧水的量大于理論值,其可能原因除溫度外,主要是生成的Fe3+催化了雙氧水的分解。

(6)用氨水“調(diào)pH”后,經(jīng)“結(jié)晶”“過(guò)濾”可得到產(chǎn)品和濾液C,從濾液C中還可分離出一種氮肥為硫酸銨,銨根離子水解溶液顯酸性,離子濃度為c(OH-)<c(H+)<c(SO42-)<c(NH4+)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.m一定等于20

B.b、d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液顯中性

C.c點(diǎn)溶液中c(Na)=2c(ClO)+2c(HClO)

D.c點(diǎn)溶液中通入少量CO22ClO+H2O+CO2=2HClO+CO32

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A. 11B. 21C. 31D. 25

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A. C2H5OH + CH3COOHCH3COOC2H5+H2O

B. HC≡CH + HClH2C=CHCl

C. + HNO3+H2O

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【題目】有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。A是生石灰的主要成分,B是一種具有漂白性的無(wú)色氣體,D是一種常見(jiàn)的無(wú)色液體,F(xiàn)是某種補(bǔ)血?jiǎng)┑挠行С煞?/span>,G是一種常見(jiàn)的強(qiáng)酸,H的摩爾質(zhì)量為72 g·mol1。

(1)A的化學(xué)式為____________。

(2)D的電子式為____________

(3)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:________________________。

(4)寫出反應(yīng)②的離子方程式:________________________。

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【題目】美托洛爾(H)屬于一線降壓藥,是當(dāng)前治療高血壓、冠心病、心絞痛、慢性心力衰竭等心血管疾病的常用藥物之一。它的一種合成路線如下:

已知:CH3COCH2RCH3CH2CH2R

(1)A物質(zhì)化學(xué)名稱是_________。

(2)反應(yīng)BC的化學(xué)方程式為_________________;CD的反應(yīng)類型為________

(3)D中所含官能團(tuán)的名稱是______________。

(4)G的分子式為________;已知碳原子上連有4個(gè)不同的原子或基團(tuán)時(shí),該碳原子稱為手性碳原子,則H(美托洛爾)中含有________個(gè)手性碳原子。

(5)芳香族化合物XC互為同分異構(gòu)體。寫出同時(shí)滿足下列條件的X的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);

②不與FeCl3發(fā)生顯色反應(yīng);

③含"C-Cl”鍵;

④核磁共振氫譜有4個(gè)峰,峰面積比為2:2:2:1。

(6)4-芐基苯酚()是一種藥物中間體,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)以苯甲醇和苯酚為原料制備4基苯酚的合成路線:__________(無(wú)機(jī)試劑任選)。

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【題目】下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象及結(jié)論均正確的是

選項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

A

向某黃色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈藍(lán)色

黃色溶液中只含Br2

B

燒杯中看見(jiàn)白色沉淀

證明酸性強(qiáng)弱:H2CO3>H2SiO3

C

20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,加熱;再加入銀氨溶液;未出現(xiàn)銀鏡

蔗糖未水解

D

pH試紙先變紅后褪色

氯水既有酸性,又有漂白性

A.AB.BC.CD.D

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【題目】美國(guó)藥物學(xué)家最近合成一種可能用于治療高血壓的有機(jī)物K,合成路線如下:

其中A屬于碳?xì)浠衔铮渲刑嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)約為83.3%;E的核磁共振氫譜中只有2組吸收峰。H常溫下呈氣態(tài),是室內(nèi)裝潢產(chǎn)生的主要污染物之一。GH13反應(yīng)生成I。

試回答下列問(wèn)題:

1A的分子式為:______________。

2)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:D____________G___________。

3)反應(yīng)①―⑤中屬于取代反應(yīng)的有___________。

4)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________;反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。

5E有多種同分異構(gòu)體,符合既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)又能發(fā)生水解反應(yīng)條件的E的同分異構(gòu)體有_______種,寫出符合上述條件且核磁共振氫譜只有2組吸收峰的E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________

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【題目】51.2gCu完全溶于適量濃硝酸中,收集到氮的氧化物(NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8mol,這些氣體恰好能被500ml 2mol/LNaOH溶液完全吸收,生成含NaNO3NaNO2的鹽溶液,其中NaNO2的物質(zhì)的量為( )

A.0.2molB.0.8molC.0.6molD.1.0mol

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