题目内容

17．废旧锌锰电池回收处理，既能减少它对环境的污染，又能实现废电池的资源化利用．
（1）回收二氯化锰．将废旧锌锰电池处理，得到含MnO（OH）混合物，向该混合物加入浓盐酸并加热，试写出MnO（OH）与浓盐酸反应的化学方程式：2MnO（OH）+6HCl （浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl2+Cl2↑+4H2O．
（2）制备锰锌铁氧体．锰锌铁氧体可用作隐形飞机吸收雷达波的涂料．一种以锌锰废电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如图1：

除汞时，铁粉的作用是还原剂（填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”）；MnxZn1-xFe2O4中Fe元素为+3价，则Mn元素的化合价为．
（3）在不同pH下，KMnO4溶液对Hg的吸收率的影响及主要产物如图2．
据图说明pH对Hg吸收率的影响规律随pH的升高汞的吸收率先降低后增加；在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下氧化性强．
（4）锰回收新方法．向含锰混合物加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止．其主要反应为：
2MnO（OH）+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O
①每1molMnO2参加反应时，共有4mol电子发生转移．
②新方法的优点是工艺流程简单；生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程无有毒有害物质生成，不造成二次污染；废物资源化等（答1点即可）．

分析 （1）+4价的锰能把浓盐酸氧化为氯气；
（2）利用铁粉把Hg还原出来；在MnxZn1-xFe2O4中，Fe是+3价，O是-2价，Mn和Zn相当于1个原子；
（3）根据图象分析；根据影响KMnO4氧化性的条件分析；
（4）①根据氧化还原反应方程中得失电子守恒分析；
②分析回收工艺的优点从可操作性、产品的纯度、对环境的影响等方面分析．

解答 解：（1）+4价的锰能把浓盐酸氧化为氯气，即MnO（OH）与浓盐酸反应生成氯气和氯化锰、水，其反应方程式为：2MnO（OH）+6HCl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl2+Cl2↑+4H2O，故答案为：2MnO（OH）+6HCl 2MnCl2+Cl2↑+4H2O；
（2）铁粉具有还原性，能把汞离子还原为汞单质，所以铁粉的作用是还原剂；在MnxZn1-xFe2O4中，Fe是+3价，O是-2价，Mn和Zn相当于1个原子，任何化合物中元素化合价代数和为0，所以Mn和Zn都是+2价；
故答案为：还原剂；+2；
（3）由图象可知，汞的吸收率随着PH的增大先降低后增加；在中性或碱性条件下KMnO4氧化性较低，而酸性条件下氧化性较强，所以作氧化剂时一般用酸性高锰酸钾溶液；
故答案为：随pH的升高汞的吸收率先降低后增加；KMnO4在酸性条件下氧化性强；
（4）①已知2MnO（OH）+MnO2+2H 2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O，MnO2～2H 2C2O4～4CO2，碳元素从+3价升高到+4，转移1个电子，当生成4molCO2时转移4mol电子，所以1molMnO2参加反应时生成4molCO2，转移4mol电子，
故答案为：4；
②分析回收工艺的优点从可操作性、产品的纯度、对环境的影响等方面分析，可知工艺流程简单；生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程无有毒有害物质生
成，不造成二次污染；废物资源化等，
故答案为：工艺流程简单；生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程无有毒有害物质生成，不造成二次污染；废物资源化等．

点评 本题主要考查锰元素的回收利用，题目难度中等，把握实验流程及发生的反应、氧化还原反应等知识点为解答的关键，试题侧重于基础知识的综合理解和运用的考查，有利于培养学生良好的科学素养提高学习的积极性．

练习册系列答案
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7．粗盐中除含泥沙外，还含有可溶性CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐，欲用其配制1000mL 2mol/L的氯化钠溶液，回答下列问题：

（1）通过以下实验步骤，可除去杂质制得纯净的食盐：①溶解；②加入稍过量的BaCl2（填化学式）溶液；③加入稍过量的NaOH溶液； ④加入稍过量的Na2CO3（填化学式）溶液；⑤过滤；⑥滴入稀盐酸至无气泡产生；⑦蒸发
（2）检验SO42-是否除尽的方法是：取上层清液（或在上层清液处），滴加几滴BaCl2溶液，若无白色沉淀则说明SO42-已经除尽，反之，则SO42-没有除尽．
（3）实验过程中下列装置中要用到的有AB（填对应字母）
（4）下列实验操作均要用到玻璃棒，其中玻璃棒作用和目的均相同的是①④（填序号）
①过滤       ②蒸发       ③溶解       ④向容量瓶中转移液体
（5）得到精盐后，用其配制1000mL 2mol/L的氯化钠溶液，所配溶液中氯化钠的物质的量与下列B（填字母，下同）的物质的量相同；下列物质所含分子数最多的是C
A．标准状况下33.6LH2
B．所含电子的物质的量为4mol的H2
C．20℃54gH2O
D．常温下，16gO2与14gN2的混合气体
E．含原子总数约为1.204×1024的NH3．
8．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁．某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如图制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：
（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu2++2NO↑+4H2O；得到滤渣1的主要成分为Au、Pt．
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（3）由滤渣2制取Al2（SO4）3•18H2O，探究小组设计了三种方案：
甲：滤渣2$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$酸浸液$\stackrel{→}{蒸发、冷却、结晶、过滤}$Al2（SO4）3•18H2O
乙：滤渣2$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$酸浸液$→_{过滤}^{适量Al粉}$滤液$\stackrel{→}{蒸发、冷却、结晶、过滤}$Al2（SO4）3•18H2O
丙：滤渣2$→_{过滤}^{NaOH溶液}$滤液$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$溶液$\stackrel{→}{蒸发、冷却、结晶、过滤}$Al2（SO4）3•18H2O
上述三种方案中，甲方案不可行，原因是所得产品中含有较多Fe2（SO4）3杂质；从原子利用率角度考虑，乙方案更合理．
（4）探究小组用滴定法测定CuSO4•5H2O （Mr=250）含量．取a g试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用c mol•L-1 EDTA（H2Y2-）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL．滴定反应如下：
Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+
写出计算CuSO4•5H2O质量分数的表达式w=$\frac{cmol/L×b×1{0}^{-3}L×250g/mol×5}{ag}$×100%．
5．常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种，均可用于合成各种染料．某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯．

实验中可能用到的数据：
密度/g?cm-3沸点/℃溶解性
甲苯0.866110.6不溶于水，易溶于硝基甲苯
对硝基甲苯1.286237.7不溶于水，易溶于液态烃
邻硝基甲苯1.162222不溶于水，易溶于液态烃
实验步骤：①浓硫酸与浓硝酸按体积比1：3配制混合溶液（即混酸）共40mL；
②在三颈瓶中加入13g甲苯（易挥发），按图1所示装好药品和其他仪器；
③向三颈瓶中加入混酸；
④控制水浴温度约为50℃，反应大约10min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；
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请回答下列问题：
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（3）仪器A的名称是分液漏斗，使用该仪器前必须进行的操作是检查是否漏液．
（4）分离反应后产物的方案如图2：

其中，操作1的名称为分液，操作2必需的玻璃仪器有酒精灯、温度计、锥形瓶、牛角管（尾接管）和蒸馏烧瓶、冷凝管．
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12．高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂=其生产工艺如下：

已知：①2KOH+Cl2═KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）
②6KOH+3Cl2═5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）
③2Fe（NO3）3+2KClO+10KOH═2K2FeO4+6KNO3+2KCl+5H2O
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在温度较低（填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行；
（2）写出工业上制取Cl2的化学方程式2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑；
（3）K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物Fe元素为+3价，在水中形成Fe（OH）3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉；
（4）配制KOH溶液时，是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体（该溶液的密度为1.47g/mL），它的物质的量浓度为10mol/L
（5）在“反应液I”中加KOH固体的目的是
①与“反应液I”中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO，
②为下一步反应提供反应物；
（6）从“反应液II”中分离出K2FeO4后，副产品是KNO3、KCl （写化学式）．
2．下列说法正确的是（　　）
A．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
B．吸热反应一定需要加热才能发生
C．凡是放热反应的发生均无需加热
D．物质发生化学反应都伴随着能量变化
9．高锰酸钾是常用的消毒剂、除臭剂、水质净化剂以及强氧化剂．如图是在实验室中制备KMnO4晶体的流程：

（1）操作①②目的是获得K2MnO4，同时还产生了KCl和H2O，试写出该步反应的化学方程式：KClO3+3MnO2+6KOH $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O↑．
（2）操作④是使K2MnO4转化为KMnO4和MnO2，需要通入某种气体调pH=10～11，在实际操作中一般选择CO2而不是HCl，原因是Cl-具有还原性，可将K2MnO4和KMnO4还原．
（3）操作④、⑤要用到抽滤装置，仪器B的名称是抽滤瓶，相比普通的过滤，该装置的突出优点是过滤速度快、效果好．
（4）准确称取0.4000g产品放于锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，并加稀硫酸酸化．用0.2000mol•L-1 的Na2C2O4标准溶液滴定至终点时消耗20.00mL．则产品中KMnO4的质量分数为63.2%．（保留4位有效数字，不考虑杂质参与反应）后续的平行实验中，下列滴定操作会导致测量结果偏高的是D．
A．锥形瓶洗涤后没有干燥      B．滴定时锥形瓶中有液体溅出
C．滴定终点读数时俯视          D．滴定管滴定前有气泡，滴定后气泡消失．
6．在一定温度下将CO和水蒸气各1mol放在密闭容器中反应：CO+H2O?CO2+H2，达平衡后测得CO2为0.6mol．再通入4mol水蒸气，达到新的平衡后，CO2的物质的量为（　　）
A．0.6 molB．1 mol
C．＞1 molD．0.6 mol＜n（CO2）＜1 mol
7．化学与科学、技术、社会、环境都密切相关，下列说法不正确的是（　　）
A．古人利用明矾溶液的酸性来清洗青铜器上的铜锈
B．人体摄入适量的油脂有利于促进维生素的吸收
C．《肘后备急方》中记载“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，所述过程不涉及化学变化
D．手机外壳上贴的碳纤维外膜是一种新型的有机高分子材料

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