【題目】我國電池的年市場消費量約為80億只,其中70%是鋅錳干電池,利用廢舊鋅錳干電池制備硫酸鋅晶體(ZnSO4·7H2O)和純MnO2的工藝如下圖所示:

已知:

①鋅皮的主要成分為Zn,含有少量Fe;炭包的主要成分為ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等,還含有少量的 Cu、Ag、Fe 等。

②Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16;Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。

(1)除去炭包中碳粉的操作為_____________。

A.酸浸 B.過濾 C.焙炒 D.焙燒

(2)粗MnO2轉(zhuǎn)化為MnSO4時,主要反應(yīng)的離子方程式為_____________________。

(3)焙燒時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________

(4)制備硫酸鋅晶體流程中,用ZnO調(diào)節(jié)溶液pH的目的是______________________________,若溶解時不加H2O2帶來的后果是____________________。

(5)“草酸鈉-高錳酸鉀返滴法”可測定MnO2的純度:取agMnO2樣品于錐形瓶中,加入適量稀硫酸,再加入V1mLc1mol·L-1Na2C2O4溶液(足量),最后用c2mol·L-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,達終點時消耗V2 mL標準KMnO4溶液。

①MnO2參與反應(yīng)的離子方程式為_____________。

②該樣品中MnO2的質(zhì)量分數(shù)為__________________(假定雜質(zhì)不參與反應(yīng),列出表達式即可)。

【答案】 C MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O 2MnCO3+O22MnO2+2CO2 除去溶液中的Fe3+雜質(zhì) Fe2+與Zn2+不能分離[或當Fe(OH)2沉淀完全時,Zn(OH)2也沉淀完全] MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O ×100%

【解析】試題分析:本題通過對“利用廢舊鋅錳干電池制備硫酸鋅晶體(ZnSO4·7H2O)和純MnO2的工藝”探討,主要考查除雜操作、反應(yīng)方程式和離子方程式書寫、沉淀的方法、中和滴定計算等基礎(chǔ)知識,考查考生綜合運用溶度積常數(shù)的能力、滴定實驗的分析能力和對未知反應(yīng)的判斷書寫能力。

解析:(1)炭包的主要成分為ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等,還含有少量的 Cu、Ag、Fe 等,所以除去碳粉可以采用焙炒的方法,焙燒時,炭包內(nèi)部的碳比較難與氧氣反應(yīng)除去,正確答案:C。(2)已知中粗MnO2在硫酸、H2O2作用下生成MnSO4MnO2+H2O2→MnSO4,反應(yīng)過程中MnO2被還原,則H2O2被氧化生成O2,配平該反應(yīng)為:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。正確答案:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。(3)上述生成的MnSO4加入Na2CO3后“沉錳”生成MnCO3沉淀,焙燒后生成MnO2MnCO3→MnO2,Mn元素被氧化,所以空氣中O2作為氧化劑參加了該反應(yīng),配平該反應(yīng)為:2MnCO3+O22MnO2+2CO2。正確答案::2MnCO3+O22MnO2+2CO2。(4)鋅皮的主要成分為Zn,含有少量Fe,所以加入硫酸溶解并用H2O2氧化后,溶液中主要存在ZnSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4,因此加入的ZnOH2SO4反應(yīng)使溶液酸性減弱,從而使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀除去。已知Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16;Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,由于Zn(OH)2Fe(OH)2的溶度積相差不大,所以沉淀Fe2+Zn2+必然同時生成沉淀。若溶解時不加H2O2,溶液中主要存在ZnSO4、FeSO4、H2SO4,因此用ZnO反應(yīng)過量H2SO4調(diào)節(jié)溶液pH使Fe2+沉淀時,Zn2+必然同時生成Zn(OH)2沉淀。正確答案:除去溶液中的Fe3+、Fe2+Zn2+不能分離或當Fe(OH)2沉淀完全時,Zn(OH)2也沉淀完全)。(5)純度測定前半段,MnO2氧化Na2C2O4生成Mn2+CO2,既MnO2+C2O42-→Mn2++CO2,配平該反應(yīng)得MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O。剩余的Na2C2O4KMnO4氧化生成Mn2+CO2,既MnO4-+C2O42-→Mn2++CO2,配平得2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++5CO2↑+8H2O。則根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒得MnO2質(zhì)量分數(shù)為。正確答案:MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O、。

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2)燃料的燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能,提供了人類生存和發(fā)展所需要的能量和動力,F(xiàn)將標況下8.96L乙烷和乙烯的混合氣體和足量氧氣充分混合并點燃,燃燒產(chǎn)物經(jīng)過濃硫酸充分吸收后增重16.2g,則混合氣體中乙烷和乙烯的物質(zhì)的量之比為多少___?

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【題目】實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4·7H2O),過程如下:

(1)將過程中產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中,溶液不會褪色的是_____(填標號)。

A.品紅溶液 B.紫色石蕊溶液 C.酸性KMnO4溶液 D.溴水

(2)過程中,FeSO2H2SO4反應(yīng)的離子方程式為_________。

(3)過程中,需加入的物質(zhì)是__________。

(4)實驗室為測量所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù),進行下列實驗。①用分析天平稱取2. 800 g樣品;②將樣品溶于足量的鹽酸后,加入過量的氯化鋇溶液;③過濾、洗滌、干燥,稱量,得固體質(zhì)量為3. 495 g。若該聚鐵主要成分為[Fe(OH) (SO4)]n,則該聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為____________(假設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和硫元素)。

(5)如圖是將過程產(chǎn)生的氣體SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料H2SO4的原理示意圖,若得到的硫酸濃度仍為49%,則理論上參加反應(yīng)的SO2與加入的H2O的質(zhì)量比為______。

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【題目】W、X、Y、Z四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大,W的某種原子無中子,X、Y可形成原子個數(shù)比為1∶1的具有漂白性的物質(zhì),工業(yè)上常用電解飽和YZ溶液來獲得Z的單質(zhì)及其他產(chǎn)品。下列說法正確的是

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B. 上述四種元素的原子半徑大小順序為r(Z)>r(Y)>r(X)>r(W)

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D. W、X、Z三種元素形成的化合物一定是弱酸

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【題目】四氯化錫可用作媒染劑。利用如圖所示裝置可以制備四氯化錫(部分夾持裝置已略去);

有關(guān)信息如下表:

化學(xué)式

SnCl2

SnCl4

熔點/

246

-33

沸點/

652

144

其他性質(zhì)

無色晶體,易氧化

無色液體,易水解

回答下列問題:

1)甲裝置中儀器A的名稱為___________

2)用甲裝置制氯氣,MnO4- 被還原為Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式為________________。

3)將裝置如圖連接好,檢查氣密性,慢慢滴入濃鹽酸,待觀察到__________(填現(xiàn)象)后,開始加熱丁裝置,錫熔化后適當增大氯氣流量,繼續(xù)加熱丁裝置,此時繼續(xù)加熱丁裝置的目的是:

①促進氯氣與錫反應(yīng);

_______________________________。

4)如果缺少乙裝置,可能發(fā)生的副反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________;己裝置的作用是_________________

A.除去未反應(yīng)的氯氣,防止污染空氣

B.防止空氣中CO2氣體進入戊裝置

C.防止水蒸氣進入戊裝置的試管中使產(chǎn)物水解

D.防止空氣中O2進入戊裝置的試管中使產(chǎn)物氧化

5)某同學(xué)認為丁裝置中的反應(yīng)可能產(chǎn)生SnCl2雜質(zhì),以下試劑中可用于檢測是否產(chǎn)生SnCl2 的有_______________(填標號)。

A. H2O2溶液 B. FeCl3溶液(滴有KSCN C. AgNO3溶液 D. 溴水

6)反應(yīng)中用去錫粒1.19g,反應(yīng)后在戊裝置的試管中收集到2.38gSnCl4,則SnCl4的產(chǎn)率為________。(保留3位有效數(shù)字)

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【題目】下列有關(guān)實驗或操作的敘述正確的是

A.檢驗溴乙烷與NaOH水溶液共熱產(chǎn)生的乙烯

B.做噴泉實驗時先擠壓膠頭滴管,后松開止水夾

C.酸堿中和滴定前,滴定管和錐形瓶在用蒸餾水洗滌后均需用待裝溶液潤洗

D.用托盤天平稱取1.06g無水碳酸鈉,溶于250mL水,配制0.04molL-1 Na2CO3溶液

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【題目】下圖有機物的正確命名為 (  )

A.2-乙基-3,3-二甲基戊烷B.3,3-二甲基-4-乙基戊烷

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【題目】合成具有美白作用的化妝品原料Z的反應(yīng)原理如下:

下列敘述不正確的是

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D.該反應(yīng)的反應(yīng)類型為取代反應(yīng)

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