题目内容
【题目】【化学——选修2:化学与技术】
某工厂用软锰矿(含MnO2约70% 及A12O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO2和Zn(干电池原料)。
已知:①A是的混合液。
②IV中的电解方程式为:
(l)A中属于还原产物的是________________________。
(2)加人MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用 ________________________。
II需要加热的原因是:____________________。C的化学式是 _______________。
(3)该生产中除得到MnO2和Zn以外,还可得到的副产品是_________________。
(4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工原料是_____________。
(5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO4·10H2O),需进行的操作有蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥等。
(6)从生产MnO2和Zn的角度计算,软锰矿和闪锌矿的质量比大约是__________。
【答案】(1)MnSO4 (2分)
(2)增大溶液的PH,使Fe3+和Al3+均生成沉淀(2分);促进Fe3+和Al3+的水解(2分);H2SO4(1分)
(3)Fe2O3、Al2O3、S、Na2SO4(2分)
(4)纯碱和硫酸(2分)(5)冷却结晶.(2分) (6) 1.03(2分)
【解析】
试题分析:(1)在氧化还原反应中,化合价降低元素所在的产物是还原产物;比较信息①,A与软锰矿中元素化合价的变化可知,锰元素化合价从+4价降低为+2价,所以A中还原产物为MnSO4;
(2)根据框图:向MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液中加入MnCO3、Zn2(OH)2CO3后可以获得氧化铁和氧化铝,所以加入MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用就是调节pH,使Fe3+、Al3+沉淀完全,在加热的环境下,金属阳离子的水解更彻底,更易形成沉淀而分离,根据IV中的电解反应式为:MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+Zn+2H2SO4,可知C为硫酸;
(3)该实验的目的就是制备二氧化锰与锌,因而就需要把氧化铝、铁元素、硫元素除去.根据流程图不难得出该生产中除得到MnO2和Zn以外,还可得到的副产品有硫、氧化铁、氧化铝;
(4)根据框图中转化消耗的反应物,如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工原料是碳酸钠和硫酸;
(5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO4·10H2O),需进行的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等;
(6)据反应MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+Zn+2H2SO4可知MnO2、Zn的物质的量之比为1:1,故可设软锰矿、闪锌矿的质量分别为x、y,得0.7x ×87:0.8y×97=1:1,解得x:y=1.03。
【题目】(1)用O2将HC1转化为Cl2,可提高效益,减少污染,传统上该转化通过如下图所示的催化剂循环实现,
其中,反应①为:2HCl(g)+CuO(s) H2O(g)+CuCl2(s) △H1,反应②生成1 mol Cl2 (g)的反应热为△H2,则总反应的热化学方程式为____________________________。(反应热用△H1和△H2表示)。
(2)一定条件下测得上述反应过程中c(Cl2)的数据如下:
t(min) | 0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 |
c(Cl2)/10-3(mol/L) | 0 | 1.8 | 3.7 | 5.4 | 7.2 |
计算2.0~6.0min内以HCl的物质的量浓度变化表示的反应速率 _________。
(3)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。
0~tl时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是______________,溶液中的H+向______极移动,tl时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是_____________。