(10分)二氧化锰是制造锌锰干电池的基本原料,普通锌锰干电池的电池反应式为:2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯度二氧化锰的流程如下(软锰矿中所有金属元素在酸性条件下均以阳离子形式存在):
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某软锰矿的主要成分为MnO2,还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.24%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH及部分硫化物的Ksp(均为25℃时)见下表,回答下列问题:
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沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mn(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Zn(OH)2 |
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pH |
5.2 |
3.2 |
9.7 |
10.4 |
6.7 |
8.0 |
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沉淀物 |
CuS |
ZnS |
MnS |
FeS |
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Ksp |
8.5×10-45 |
1.2×10-23 |
1.4×10-15 |
3.7×10-14 |
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(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要离子方程式为:
。
(2)滤渣A的主要成分为 。
(3)加入MnS的目的是除去 杂质。
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应式为 。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有 (写两种)。
(10分)某同学想利用镁与盐酸或醋酸在不同温度下反应,探究外界条件对反应速率的影响。部分实验用表如下:
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实验 编号 |
温度/K |
盐酸浓度 /mol·L-1 |
醋酸浓度/mol·L-1 |
实验目的 |
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① |
298 |
0.20 |
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a.实验①和②,探究温度对反应速率的影响; b.实验①和③,探究浓度对反应速率的影响; c.实验④⑤,探究温度对镁与盐酸反应和镁与醋酸反应速率的影响,哪个更大一些。 |
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② |
308 |
0.20 |
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③ |
298 |
0.40 |
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④ |
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0.20 |
0.20 |
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⑤ |
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(1)请完成上工作表(填写实验④⑤的空格)。
(2)上表实验①中,镁条消失的时间为20s。实验过程中,镁条剩余质量与时间关系如图:
![]()
Ⅰ假设反应过程中盐酸体积不变,则要计算该反应的速率v(HCl),尚缺少的数据是 。
Ⅱ若反应温度每升高10℃,反应速率增大到原来的2倍;温度相同时,醋酸是相同浓度盐酸平均速度的1/2,请在图中大致画出“实验②”、“实验④中醋酸实验”的镁条质量与时间关系曲线,并用②或④注明曲线代表的实验(假设实验中所用镁完全相同,且镁均能完全溶解)。