8.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):

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.
7.稀土是我国战略性资源.氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料.关于氟碳铈矿的冶炼处理工艺已经发展到十数种,其中一种提取铈的工艺流程如下:

请回答下列问题
(1)为增大反应速率,提高原料的利用率,焙烧前可将矿石粉碎成细颗粒处理.
(2)焙烧过程中产生的SO3尾气常采用喷淋法净化,再用石灰乳中和;操作I中滤渣的主要成分是CaF2、CaSO4
(3)操作Ⅱ若在实验室中进行,需要的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒等;所用萃取剂HT需具备的条件是①②③.
①HT不溶于水,也不和水反应
②Ce3+不和萃取剂HT发生反应
③Ce3+在萃取剂HT中溶解度大于水
④萃取剂HT的密度一定大于水
(4)已知有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来,该过程可表示为:2Ce3+ (水层)+6HT(有机层)═2CeT3(有机层)+6H+(水层)从平衡角度解释:向CeT3 (有机层)加入稀硫酸获得较纯的含Ce3+的水溶液的原因是混合液中加入H2SO4使c(H+)增大,平衡向形成Ge3+水溶液方向移动.
(5)常温下,含Ce3+溶液加碱调至pH=8时,c(Ce3+)=b mol•L-1,已知Ce(OH)3的溶度积=a,则a和b的关系是a=10-18b.
(6)写出Ce(OH)3悬浊液通入氧气得到产品的化学方程式:4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
(7)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.545g,加硫酸溶解后,用0.100 0mol•L-1 FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液.该产品中Ce(OH)4的质量分数为95%[Ce(OH)4的相对分子质量为208,结果保留两位有效数字].
5.硫、氮氧化物是形成酸雨、雾霾等环境污染的罪魁祸首,采用合适的措施消除其污染是保护环境的重要举措.
Ⅰ.研究发现利用NH3可消除硝酸尾气中的NO污染.NH3与NO的物质的量之比分别为1﹕3、3﹕1、4﹕1时,NO脱除率随温度变化的曲线如图所示.
(1)①曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4  mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为1.5×10-4 mg/(m3•s).
②曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比是3:1,其理由是NH3与NO的物质的量的比值越大,NO脱除率越大.
(2)已知在25℃,101kPa时:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.0kJ/mol
请写出用NH3脱除NO的热化学方程式4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(l)△H=-2070kJ/mol.
Ⅱ.工业上还可以变“废”为“宝”,将雾霾里含有的SO2、NO等污染物转化为Na2S2O4(保险粉)和NH4NO3等化工用品,其生产流程如下(Ce为铈元素):

(3)装置Ⅱ中NO转变为NO3-的反应的离子方程式为3Ce4++NO+2H2O═3Ce3++NO3-+4H+
(4)装置Ⅲ制得Na2S2O4的同时还能让Ce4+再生,原理如右图所示.其阴极的电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O.
(5)按上述流程处理含有a mol SO2、b mol NO的雾霾(b>a),并制取Na2S2O4和NH4NO3.装置Ⅰ中SO2、装置Ⅱ中NO、装置Ⅲ中HSO3-和Ce3+、装置Ⅳ中NO2-均全部转化,处理完毕后装置Ⅱ中Ce4+的剩余量与加入量相比没有变化,则至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O25.6(3b-a)L.(用含a、b的代数式表示)
3.某学习小组用碳素钢进行了以下探究活动:
[探究一](1)将已去除表面氧化膜的碳素钢钉放入冷浓硫酸中,10min后将钢钉浸入CuSO4溶液中,钢钉表面无明显变化,其原因是Fe表面被浓硫酸作用发生了钝化,生成了一层氧化物膜.
(2)称取6.0g碳素钢放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y.
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+,若要确认是否含有Fe2+,可选用CD(选填序号).
A.KSCN溶液       B.浓氨水     C.酸性KMnO4溶液      D.K3[Fe(CN)6]溶液
②乙同学取560mL(标准状况)干燥气体Y通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得到干燥固体4.66g,由此可知Y中含硫化合物Q1的体积分数为80%.
[探究二]丙同学认为气体Y中还可能含有Q2、Q3两种气体(相同条件下Q1、Q2、Q3气体的密度依次减小).为此,设计了下列装置进行实验探究(假设有关气体完全反应).

(3)装置B中试剂的作用是确认SO2已除尽.
(4)已知洗气瓶M中盛装的是澄清石灰水,为确认Q2的存在,洗气瓶M的位置应在B与C之间,产生Q2的反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO2↑+2SO2↑+2H2O.
(5)确认含有气体Q3的实验现象是D中固体由黑变红、E中固体由白变蓝,产生Q3的反应的离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑.
 0  154111  154119  154125  154129  154135  154137  154141  154147  154149  154155  154161  154165  154167  154171  154177  154179  154185  154189  154191  154195  154197  154201  154203  154205  154206  154207  154209  154210  154211  154213  154215  154219  154221  154225  154227  154231  154237  154239  154245  154249  154251  154255  154261  154267  154269  154275  154279  154281  154287  154291  154297  154305  203614 

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