题目内容

18．闪锌矿主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质．软锰矿的主要成分为 MnO2；含少量A12O3和SiO2．现以闪锌矿和软猛矿为原料制备Zn和MnO2，其简化流程如图1（中间产物的固体部分已经略去）．

已知：I．矿石中所有金属元素在滤液中均以离子形式存在．
Ⅱ．各种金属离子完全沉淀的pH如表：
Zn2+Mn2+Fe2+Fe3+Al3+
pH8.010.19.03.24.7
回答下列问题：
（1）步骤①中发生多个反应，其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式3MnO2+2FeS+6H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3MnSO4+Fe2（SO4）3+2S+6H2O．
（2）步骤②加入金属锌是为了回收金属，回收金属的主要成分是Cu、Cd．
（3）步骤③与MnO2发生氧化还原反应的离子方程式MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn 2++2H2O，物质X可以是BD（用字母表示．
A．Cu2（OH）2CO3        B．MnCO3        C．MgO            D．Zn（OH）2
（4）流程中可以循环利用的物质是H2SO4（填化学式）．
（5）MnO2与Li构成LiMnO2，该电池反应原理如图2所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2．回答下列问题：
①外电路中的电子移动方向是由a极流向b极（填字母）．
②写出该锂离子电池的正极电极反应式MnMnO2+e-+Li+=LiMnO2．
（6）已知：25℃时，HCN的电离常数K=4.9×10-10，H2S的电离常数K1=1.3×10-7，K2=7.0×10-15，向NaCN溶液中通入少量的H2S气体，该反应的化学方程式为NaCN+H2S=HCN+NaHS．

分析 软锰矿、闪锌矿（主要成分为MnO2、ZnS，还含有少量的FeS、CuS、CdS、Al2O3和SiO2等物质）溶于硫酸，其中3MnO2+2FeS+6H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3MnSO4+Fe2（SO4）3+2S+6H2O，得含有Al3+、Mn 2+、Fe3+、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Cd 2+的酸性溶液，向其中加入适量的锌粉，将铜离子置换出来过滤铜，同时将铁离子还原为亚铁离子，再向溶液（Mn 2+、Zn2+、Fe2+、Al3+）中加入MnO2将亚铁离子氧化成铁离子，加入MnCO3 或Zn（OH）2调节pH4.7～8.0，使铁离子和铝离子沉淀，过滤得滤液中含有MnSO4、ZnSO4，电解滤液得锌和二氧化锰，据此答题．

解答 解：（1）MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，生成S，溶液变为棕黄色，由三价铁生成，故反应物额：3MnO2+2FeS+6H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3MnSO4+Fe2（SO4）3+2S+6H2O；
故答案为：3MnO2+2FeS+6H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3MnSO4+Fe2（SO4）3+2S+6H2O；
（2）步骤②为Al3+、Mn 2+、Fe3+、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Cd 2+的酸性溶液，加入金属锌得到的溶液含有Mn 2+、Zn2+、Fe2+、Al3+，则锌粉将Cu2+、Cd 2+还原为Cu、Cd；
故答案为：Cu、Cd；
（3）步骤③与MnO2氧化亚铁离子的反应，离子方程式MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn 2++2H2O；物质X调节pH4.7～8.0，使铁离子和铝离子沉淀，过滤得滤液中含有MnSO4、ZnSO4，则X为MnCO3 或Zn（OH）2；
故答案为：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn 2++2H2O；BD；
（4）电解MnSO4、ZnSO4滤液可得H2SO4，循环使用；
故答案为：H2SO4；
（5）①Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，电子移动向从负极到正极，即从a极流向b极；
故答案为：a；b；
②MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2；
故答案为：MnMnO2+e-+Li+=LiMnO2；
（6）已知：25℃时，HCN的电离常数K=4.9×10-10，H2S的电离常数K1=1.3×10-7，K2=7.0×10-15，则酸性H2S＞HCN＞HS-，根据强酸制备弱酸，向NaCN溶液中通入少量的H2S气体，则NaCN+H2S=HCN+NaHS；
故答案为：NaCN+H2S=HCN+NaHS．

点评 本题考查学生对元素及其化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程式、阅读题目获取新信息能力、对工艺流程的理解等，难度中等，需要学生具备扎实的基础与综合运用知识、信息分析解决问题能力．

练习册系列答案
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8．下列对一些客观事实和理论解释正确的是（　　）
选项
 		事实
 		理论解释
 
ANa 与水反应失去 1 个电子，Mg 与水反应失去 2 个电子
 		Na 的金属性比 Mg 强
 
BH2S 的还原性比 HClS 的非金属性比 Cl
CK3C60在熔融状态下能够导电
 		K3C60中含有离子
DSi 是半导体材料，同主族的 Ge 也 是半导体材料
 		ⅣA 元素形成的单质都是半导体材料
 
A．AB．BC．CD．D
9．常温下，向20mL0.2mol/LH2A溶液中滴加0.2mol/LNaOH溶液，含A元素的有关微粒的物质的量变化如图．根据图示判断，下列说法正确的是  （　　）
A．H2A在水中的电离方程式是：H2A═H++HA-、HA-?H++A2-
B．等体积等浓度的NaOH溶液与H2A溶液混合后，其溶液中水的电离程度比纯水大
C．当V（NaOH）=30 mL时，溶液中存在以下关系：2c（H+ ）+c（HA- ）+2c（H2A）═c（A2- ）+2c（OH-）
D．当V（NaOH）=20 mL时，溶液中各粒子浓度的大小顺序为c（Na+）＞c（HA-）＞c（H+）＞c（OH-）
6．氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业．CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化．以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如图：

回答下列问题：
（1）写出“溶解”过程中发生的氧化还原反应的离子方程式4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O（N元素被还原到最低价）：无，溶解温度应控制在60-70℃，原因是温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解．
（2）写出步骤③中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1．
（3）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是硫酸 （写名称），回收的主要物质是（NH4）2SO4 （写化学式）
（4）上述工艺中，步骤⑥醇洗的作用是醇洗有利于加快除去CuCl表面水分防止其水解氧化．
（5）称取2.000g CuCl样品（杂质不参与反应），溶于一定量的0.5000mol/L  FeCl3溶液中，加水稀释至200mL得到溶于，取20.00mL用0.1000mol/L的Ce（SO4）2溶液滴定到终点，消耗20.00mL Ce（SO4）2有关反应式：Fe3++CuCl═Fe2++Cu2++Cl-   Ce4++Fe2+═Fe3++Ce3+，则样品中CuCl的质量分数99.50%．
13．对于可逆反应2A（g）+3B（g）?3C（g），在一定条件下，使一定量A和B气体反应，达到平衡状态时，具有的关系是（　　）
A．各物质的量浓度之比为c（A）：c（B）：c（C）=2：3：3
B．正逆反应速率相等且等于零
C．平衡混合物中各物质的量浓度相等
D．单位时间内，若消耗了amolA物质，则同时也消耗了1.5amolC物质
3．某研究小组验证乙醇的还原性，装置如图1

（1）乙醇被氧化的产物为乙醛，1mol乙醇失去2mol电子．
（2）通入乙醇反应，试管A的现象是红色固体变黑；反应结束后，如果对试管B进行加热，将会出现的现象是砖红色沉淀．
（3）研究小组发现，反应后期有不溶于水的气体出现，收集该气体证明是H2，为了进一步研究设计了如图2置（部分加热仪器已省略）：
①C装置盛有的物质是乙醇，先加热C（填装置代号），赶走装置内的空气．
②E收集液体产物，甲认为是乙酸，乙认为还是乙醛，请你判断谁的推测更合理，并说明理由：乙正确，依据氧元素守恒和得失电子，若生成乙酸则气体除了有氢气还有乙烯，这与实验现象不符，所以乙正确．
10．下列说法正确的是（　　）
A．NaOH溶液的导电能力一定比氨水强
B．中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸，需要等量的NaOH
C．若盐酸的浓度是醋酸浓度的两倍，则盐酸的c（H+）也是醋酸c（H+）的两倍
D．将NaOH溶液和氨水各稀释一倍，两者的c（OH-）均减小到原来的一半
7．下列说法不能说明H3PO4的酸性弱于H2SO4的是（　　）
A．非金属性P＜S
B．Na3PO4溶液呈碱性，Na2SO4溶液呈中性
C．H3PO4溶液的导电能力弱于H2SO4溶液
D．H2SO4溶液与Na3PO4反应可以生成H3PO4和Na2SO4
8．对NaOH晶体叙述错误的是（　　）
A．存在两种化学键B．含共价键的离子化合物
C．存在两种离子D．含共价键的共价化合物

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