题目内容

11．工业上，常用FeSO4-H2SO4溶液浸出法从废旧干电池中回收锰制备硫酸锰，既有效解决废旧电池对环境的污染，又得到了有实际应用意义的锰资源．
其工艺流程如下：（电池的组成为：Zn皮、碳包、Fe壳、碳棒及其它）

2了加快碱式硫酸锰的溶解速率，可采取的措施有加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度等；
（2）该工艺流程中，温度和时间对产品回收率的影响如图所示，考虑到能耗和生产效率这两个因素，选定的适宜温度是 80℃，反应时间为60min

（3）测定碳包中MnO2的含量的实验主要步骤为：
a．准确称取样品0.500g，加入50mL蒸馏水于烧杯中溶解．
b．加入4.000gKI，并滴加少量稀硫酸进行酸化，充分搅拌后，放置暗处．
c.15分钟后滴加1mL0.5%淀粉溶液，用cmol/L的Na2S2O3溶液进行滴定（发生的反应为：4I2+S2O32-+5H2O=8I-+2SO42-+10H+），记录消耗Na2S2O3溶液的体积．
d．重复试验2～3次，取有效数据，求平均值，得出消耗Na2S2O3溶液的体积为VmL．
①步骤b中发生反应的离子方程式为：MnO2+I-+H+=Mn2++I2+2H2O
②步骤c中，到达滴定终点时的现象为：溶液由蓝色变为无色且半分钟不恢复原色
③碳包中MnO2的含量为：69.6Cv%．

分析 （1）除了Ca（OH）2和NaCl外，其他的固体物质，均是升高温度，溶解度增大，或是搅拌也能加快溶解，或者是提高硫酸的浓度等；
（2）从图象可以看出，从80℃开始，回收率达到最高值并几乎不再升高，此时应从耗能的角度来考虑；在60℃时，回收率达到最高值；
（3）①MnO2中滴入KI后，在酸性环境下，MnO2把I-氧化为I2，MnO2被还原为Mn2+，据此写出离子方程式；
②想步骤b所得的含I2的溶液中滴加1mL0.5%淀粉溶，溶液变蓝；步骤C中，用用cmol/L的Na2S2O3溶液来滴定生成的I2，当蓝色变无色时，达滴定终点；
③由反应可知：4MnO2 ～4I2 ～Na2S2O3 ，根据消耗的Na2S2O3的物质的量，求出MnO2的物质的量，从而求出碳包中MnO2的质量分数．

解答 解：（1）除了Ca（OH）2和NaCl外，其他的固体物质，均是升高温度，溶解度增大，为了加快碱式硫酸锰的溶解速率，可采取的措施有加热，或是搅拌也能加快溶解，或者是提高硫酸的浓度等，
故答案为：加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度等；
（2）从图象可以看出，从80℃开始，回收率达到最高值并几乎不再升高，而温度越高，耗能越多，从耗能的角度来考虑，应选定的适宜温度是80℃；在60℃时，回收率达到最高值，时间延后后，回收率反而下降，故适宜的反应时间为60min，故答案为：80℃，60min；
（3）①MnO2中滴入KI后，在酸性环境下，MnO2把I-氧化为I2，MnO2被还原为Mn2+，故离子方程式为：MnO2+I-+H+=Mn2++I2+2H2O，
故答案为：MnO2+I-+H+=Mn2++I2+2H2O；
②想步骤b所得的含I2的溶液中滴加1mL0.5%淀粉溶，溶液变蓝；步骤C中，用cmol/L的Na2S2O3溶液来滴定生成的I2，故达滴定终点时，蓝色变无色且半分钟不恢复原色即达滴定终点，
故答案为：溶液由蓝色变为无色且半分钟不恢复原色；
③滴定过程中消耗的Na2S2O3的物质的量n=CV=cmol/L×V×10-3L=10-3CVmol，设MnO2的物质的量为Xmol，
据反应可知：4MnO2 ～4I2 ～Na2S2O3
            4                        1
            Xmol                     10-3CVmol
可得：$\frac{4}{X}$=$\frac{1}{10{\;}^{-3}CV}$
解得X=4×10-3CVmol
故MnO2的质量m=nM=4×10-3CVmol×87g/mol=0.348CVg
故碳包中MnO2的质量分数=$\frac{0.348CVg}{0.500g}$×100%=69.6Cv%
故答案为：69.6Cv%．

点评 本题考查了滴定过程中的有关计算和实验操作以及氧化还原反应的书写，根据滴定物质之间的计量关系来进行计算，综合性较强，但难度不大．

练习册系列答案
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1．绿色化学是从源头上防止污染产生或将化学过程对环境的负面影响降低到最低限度的化学．不仅化工生产应遵循绿色化学的原则，化学实验也遵循绿色化学原则，实现原料和过程的绿色化．下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是（　　）
A．用双氧水代替高锰酸钾制氧气
B．用多量的氯气进行性质实验
C．用溴水代替碘水进行萃取实验
D．用铜粉代替铜丝进行铜和浓硝酸的反应
2．下列各组中的物质反应时，反应条件或反应物的浓度改变时，不会引起产物改变的是（　　）
A．Cu与硝酸B．澄清的石灰水与CO2
C．Na与O2D．AlCl3与氨水
19．已知某有机物中n（C）：n（H）=1：1，取W1g该有机物在足量氧气中充分燃烧，消耗标准状况下的氧气VL，产物只有CO2和H2O，且m（CO2）=W2g，m（H2O）=W3g．
（1）符合n（C）：n（H）=1：1的最简单的有机物：
①若是烃，则结构简式为CH≡CH；②若是烃的含氧衍生物，则结构式为OHCCHO．
（2）当W1与V之间满足W1=$\frac{13V}{28}$条件时，该有机物中一定没有氧原子．当W1与V之间满足W1＜$\frac{13V}{28}$条件时，该有机物中一定有氧原子．若该有机物含有氧元素，则W1g有机物中含氧的质量为W1-$\frac{13W{\;}_{2}}{44}$g（用含Wl、W2的代数式表示）．
（3）若通过计算来确定该有机物是否含氧，除已知的碳氢原子个数比外还至少需上述数据中的2个，将这些组合一一填入下列空格中．
说明：①选用V、W1、W2、W3表示，不必列出具体计算式．
②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不一定填满．
组合序号ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ
组合数据
（4）如果符合n（C）：n（H）=1：1的有机物在氧气不足时燃烧，生成CO、CO2和水蒸气的混合气体共3mol，将混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中，用电火花引燃直到反应完全，则剩余气体的物质的量（n）的范围为0.5mol＜n（O2）＜1.5mol．（写出计算过程）
【已知：CO不与Na2O2反应，2CO2+2Na2O2→2Na2CO3+O2↑； 2H2O+2Na2O2→4NaOH+O2↑】
6．现有含Na2O杂质的Na2O2试样，某同学欲测定Na2O2试样的纯度．回答下列问题
（1）请从图①～⑦中选用适当的装置，其连接顺序为（填各接口的字母）C接E，D接I．
（2）写出该实验中发生反应的化学方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；Na2O+H2O=2NaOH．
（3）本实验中测量气体体积时主要应注意的事项有读数时气体要冷却到室温、量筒中液面的高度与集气瓶中液面的高度相同．
（4）若实验时称取的试样为ag，产生的气体在标准状况下的体积为Vml，此试样中Na2O2的质量分数为$\frac{39V}{56a}$%．
16．某同学进行试验探究时，欲配制1.0molL-1Ba（OH）2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba（OH）2•8H2O试剂（化学式量：315）．在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物．
为探究原因，该同学查得Ba（OH）2•8H2O 部分溶解度数据，见下表：
温度283K293K303K
溶解度（g/100g H2O）2.53.95.6
（1）烧杯中未溶物仅为BaCO3，理由是Ba（OH）2•8H2O与CO2作用转化为BaCO3．
（2）假设试剂由大量Ba（OH）2•8H2O和少量BaCO3组成，设计试验方案，进行成分检验，在答题纸上写出实验步骤、预期现象和结论．（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6）
限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管
实验步骤预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀．
步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸．出现白色沉淀，说明该试剂中有Ba2+存在
步骤3：取适量步骤1中的沉淀于试管中，滴加稀盐酸连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中．澄清石灰水变混浊．说明该试剂中含有BaCO3
步骤4：取步骤1中的滤液于烧杯中，用pH计测其pH值pH值明显大于9.6，说明该试剂中含有Ba（OH）2．
（3）将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba（OH）2•8H2O的含量．
实验如下：①配制250mL 约0.1mol•L-1Ba（OH）2•8H2O溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，搅拌，将溶液转入250ml的容量瓶中，洗涤，定容，摇匀．
②滴定：准确量取25.00ml所配制Ba（OH）2溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将0.1980 （填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）molL-1盐酸装入50ml酸式滴定管，滴定至终点，记录数据．重复滴定2次．平均消耗盐酸Vml．
（4）室温下，不能（填“能”或“不能”） 配制1.0mol•L-1Ba（OH）2溶液，说明理由室温下，氢氧化钡的溶解度为3.9g，溶液的物质的量浓度约是$\frac{\frac{3.9g}{171g/mol}}{0.1L}$=0.23mol/L＜1.0mol•L-1．
3．反应A（g）+3B（g）?2C（g）+2D（g），在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是（　　）
A．v（A）=0.15mol/（L•min）B．v（B）=0.04mol/（L•s）
C．v（C）=0.03mol/（L•s）D．v（D）=0.4mol/（L•min）
20．酯类物质M是一种药物的主要合成中间体，其合成路线如下：


已知以下信息：
①芳香烃A的相对分子质量在100～110之间，1molA完全燃烧可消耗10molO2．
②H的核磁共振氢谱表明有3种不同化学环境的氢．
③
④
⑤
回答下列问题：
（1）A的结构简式为，C中官能团的名称为羟基．
（2）由E和H生成M的化学方程式为：+$?_{△}^{浓硫酸}$+H2O．
（3）属于氧化反应的是③⑥（填序号）．
（4）同时符合下列条件的E 的同分异构体有6种（不考虑立体异构），
①能与碳酸钠溶液发生反应，②苯环上有两个取代基；其中苯环上一氯代物只有两种的结构简式为、．
1．已知Zn2+的4s轨道和4p轨道可形成sp3杂化轨道，则下列描述中正确的是（　　）
A．[ZnCl4]2-空间构型呈平面四边形
B．[ZnCl4]2-空间构型呈正四面体形
C．[ZnCl4]2-离子中存在2个σ键和2个π键
D．[ZnCl3F]2-不存在着同分异构体

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