10.MnO2和锌是制造干电池的主要原料
电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为:软锰矿加煤还原焙烧;用硫酸浸出焙烧料;浸出液(主要含Mn2+)经净化后再进行电解,MnO2在电解池的阳极析出.
90年代后期发明了生产MnO2和锌的新工艺,主要是采用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Al2O3和SiO2杂质)和闪锌矿(主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS、CdS杂质)为主要原料,经过除杂后,得到含Zn2+、Mn2+离子的溶液,再通过电解同时获得MnO2和锌.简化流程框图如下(中间产物的固体部分已经略去):
[软锰矿、闪锌矿]$\stackrel{步骤①:硫酸}{→}$[滤液A]$\stackrel{步骤②:金属棒}{→}$[Zn2+、Mn2+、Fe2+、Al3+]$\stackrel{步骤③:物质C}{→}$
[ZnSO4、MnSO4溶液]$\stackrel{步骤④:电解}{→}$[Zn+MnO2+产品D]
已知各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
Zn2+Mn2+Fe2+Fe3+Al3+
pH8.010.19.03.24.7
回答下列问题:
(1)步骤①中,软锰矿、闪锌矿粉与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化还原反应,例如:MnO2+ZnS+2H2SO4═MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O,请写出MnO2在酸性溶液中分别和CuS和FeS发生反应的化学方程式:MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+CuSO4+S↓+2H2O、MnO2+2FeS+6H2SO4=Fe2(SO43+3MnSO4+2S↓+6H2O.
(2)步骤②加入金属锌是为了回收金属,回收金属的主要成份为Cu、Cd(用化学符号表示)
(3)步骤③物质C由多种物质组成,其中含有两种固体,其中一种为MnO2,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+另外一种固体物质可为Zn(OH)2
(4)步骤④中电解过程中MnO2在阳极析出,该电极上发生的反应方程式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+.产品D的化学式为H2SO4,该物质对整个生产的意义是用于溶解软锰矿和闪锌矿,循环使用.
9.2013年,“雾霾”成为年度关键词.近年来,对“雾霾”的防护与治理成为越来越重要的环境问题和社会问题.雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成.
(1)机动车的尾气是雾霾形成的原因之一,近几年有人提出利用选择性催化剂利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体,请写出该过程的化学方程式:2C3H6+18NO=6CO2+6H2O+9N2
(2)我国北方到了冬季烧煤供暖所产生的废气也是雾霾的主要来源之一.经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,发现能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:
2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H
若①N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H1=+180.5kJ•mol-1
②CO(g)?C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)△H2=+110.5kJ•mol-1
③C (s)+O2(g)?CO2(g)△H3=-393.5kJ•mol-1
则△H=-746.5kJ•mol-1
(3)燃煤尾气中的SO2用NaOH溶液吸收形成NaHSO3溶液,在pH为4~7之间时电解,硫元素在铅阴极上被电解还原为Na2S2O4.Na2S2O4俗称保险粉,广泛应用于染料、印染、造纸、食品工业以及医学上.这种技术是最初的电化学脱硫技术之一.请写出该电解反应中阴极的电极方程式:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O
(4)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化后制取硫酸或者硫酸铵,其中SO2发生催化氧化的反应为:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g).若在T1℃、0.1MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2(其中n(SO2):n(O2)=2:1),测得容器内总压强与反应时间如图所示:
①该反应的化学平衡常数表达式:K=$\frac{{c}^{2}(S{O}_{3})}{{c}^{2}(S{O}_{2})c({O}_{2})}$
②图中A点时,SO2的转化率为45%
③计算SO2催化氧化反应在图中B点的压强平衡常数K=24300 (Mpa)-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
④若在T2℃,其他条件不变的情况下测得压强的变化曲线如图所示,则T1<T2(填“>”、“<”、“=”);其中C点的正反应速率vc(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vc(正)>vA逆) (填“>”、“<”、“=”).
 0  153974  153982  153988  153992  153998  154000  154004  154010  154012  154018  154024  154028  154030  154034  154040  154042  154048  154052  154054  154058  154060  154064  154066  154068  154069  154070  154072  154073  154074  154076  154078  154082  154084  154088  154090  154094  154100  154102  154108  154112  154114  154118  154124  154130  154132  154138  154142  154144  154150  154154  154160  154168  203614 

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