题目内容
【题目】以电解法生产金属锰产生的阳极泥中，其锰含量高达40%～50%，主要成分为MnO2的水合物，且含有显著量的Pb2+、Sn2+等重金属杂质．本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖，酸性条件下，可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。
(1)工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰，阳极的电极反应式为_____________。
(2)写出木屑水解反应的化学方程式：___________
配平浸出步骤反应方程式C6H12O6+MnO2+H2SO4→MnSO4+CO2+H2O_________________
(3)若取消除酸操作步骤，将会产生气体_____________(填化学式)而污染环境；
(4)本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料，写出其化学式____；
(5)取一定量的阳极泥进行实验分析，得到如图象。硫酸的最合适用量为________mL，若再增加硫酸的用量，将会导致____________(填化学式)的消耗量增大。
(6)某阳极泥中MnO2(相对分子质量为87)的质量分数为50.0%，将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热，则产生的氯气在标准状况下应少于_________L。(假设阳极泥中的其它成分不参与反应)
【答案】4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ (C6H10O5)n+nH2O
n C6H12O6 C6H12O6+12MnO2+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O H2S或SO2 (NH4)2SO4 28 CaCO3 17.9
【解析】
由题给流程可知，木屑中的纤维素在硫酸的作用下水解生成葡萄糖，向浸出液中加入阳极泥，阳极泥中二氧化锰与葡萄糖反应生成硫酸锰、二氧化碳和水，向溶液中加入碳酸钙调节溶液pH，加入硫化氨除去重金属，经褪色、过滤得到硫酸锰和硫酸铵的混合溶液，混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰产品。
(1)工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰，阳极的电极反应为水失电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+，故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+；
(2)木屑成分是纤维素，在浓硫酸作用下，纤维素水解生成葡萄糖，反应的化学方程式为(C6H10O5)n+nH2O
n C6H12O6；二氧化锰具有氧化性，葡萄糖具有还原性，在硫酸溶液中反应生成硫酸锰、二氧化碳和水，结合电子守恒配平可知离子方程式为C6H12O6+12MnO2+12H2SO4=12MnSO4+6CO2+18H2O，故答案为：(C6H10O5)n+nH2On C6H12O6；C6H12O6+12MnO2+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O；
(3)若取消除酸操作步骤，酸和加入的硫化铵会生成硫化氢，硫化氢被氧化生成二氧化硫气体，故答案为：H2S或SO2；
(4)加入硫化铵除去重金属后，得到硫酸锰和硫酸铵的混合溶液，分离出的硫酸铵可以做化肥，故答案为：(NH4)2SO4；
(5)由图象可知，锰的浸出率在硫酸用量28mL时最大，硫酸的最合适用量为28mL，若再增加硫酸的用量，溶液酸度高，中和时消耗碳酸钙增多，增加工业化成本，故答案为：28；碳酸钙；
(6) 174g阳极泥中含有二氧化锰的物质的量为
=1mol，320g36.5%的浓盐酸中HCl的物质的量为
=3.2mol，由反应的化学方程式可得4HCl—Cl2，则产生的氯气在标准状况下体积为
×22.4L/mol≈17.9L，故答案为：17.9。
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【题目】下列实验操作、现象和所得结论错误的是 （ ）
选项 | 操作 | 现象 | 结论 |
A | 向蔗糖中加入浓硫酸 | 蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭，并放出有刺激性气味的气体 | 浓硫酸具有脱水性和强氧化性 |
B | 向久置的Na2SO3溶液中加入足量Ba(NO3)2溶液，再加入足量稀盐酸 | 先出现白色沉淀，然后部分沉淀溶解 | 部分Na2SO3被氧化 |
C | 某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 | 产生蓝色沉淀 | 原溶液中有Fe2+，可能有Fe3+ |
D | 向等浓度的KCl、KI混合液中逐滴滴加AgNO3溶液 | 先出现黄色沉淀 | Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) |
A. AB. BC. CD. D
【题目】I．甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法，制备过程涉及的主要反应如下：
反应I：CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g) ΔH1=+85.2kJ/mol
反应II：CH3OH(g)+
O2(g)HCHO(g)+H2O(g) ΔH2
反应III：2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=—483.6kJ/mol
（1）计算反应Ⅱ的反应热ΔH2=__________________。
（2）肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2：Mb(aq)+O2(g)
MbO2(aq)，其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，即υ正=k正·c(Mb)·P(O2)，υ逆=k逆·c(MbO2)。37℃时测得肌红蛋白的结合度(α)与P(O2)的关系如下表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]：
①计算37℃、P(O2)为2.00kPa时，上述反应的平衡常数K=_______。
P(O2) | 0.50 | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5．00 | 6.00 |
α（MbO2%） | 50.0 | 67.0 | 80.0 | 85.0 | 88.0 | 90.3 | 91.0 |
②导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[P(O2)]之间的关系式α=_______(用含有k正、k逆的式子表示)。
II．CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，以CO2为原料可合成多种有机物。
（3）CO2用于生产乙烯，已知：2CO2(g)+6H2(g)
CH2=CH2(g) + 4H2O(g) ΔH＝QkJ/mol。一定条件下， 按不同的投料比X[X＝
]向某容积可变的恒压密闭容器中充入CO2、H2，测得不同投料比时CO2的转化率与温度的关系如图所示。
①X1______X2（填“＞”或“＜”，后同），Q______0。
②图中A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为______。
（4）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3和NaHCO3。
①已知25℃时0.1mol / L的NaHCO3溶液的pH=8.3，试通过计算确定溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_____[已知：常温下H2CO3的电离常数Ka1= 4.4×107、Ka2 = 5×1011 ]。
②欲用5LNa2CO3溶液将23.3gBaSO4固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为____。
[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×107、Ksp(BaCO3)=2.5×106 ]。(忽略溶液体积的变化)
