(10分)MnO2和锌是制造干电池的主要原料。某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山,它们的主要成份为:

软锰矿:MnO2含量≥65%       Al2O3含量为4%

闪锌矿:ZnS含量≥80%   FeS、 CuS、 CdS含量各为2%

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;浸出液经净化后再进行电解,MnO2在电解池的阳极析出。

电解锌的传统生产工艺为:闪锌矿高温氧化脱硫再用热还原法还原得粗锌:

2ZnS+O22ZnO+2SO2  2C+O22CO  ZnO+COZn(g)+CO2

将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸,再电解ZnSO4溶液可生产纯度为99.95%的锌。

现在生产MnO2和锌的新工艺主要是通过电解获得MnO2和锌,副产品是硫、金属铜和镉。简化流程杠图如下:

试回答下列问题:

(1)Zn的原子序数为30,它在元素周期表中的位置是            ;软锰矿、闪锌矿粉未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,据此写出MnO2在酸性溶液中分别FeS发生氧化-还原反应的化学方程式                                   ;软锰矿中Al2O3溶于硫酸的离子方程式                          ;由滤渣甲回收硫黄的实验方法是                               

(2)用离子方程式表示浸出液A与适量Zn粉作用得到滤液B与滤渣乙的过程      ______________________________________________________________________。

(3)滤渣丙的化学成分是               

(4)用铁和铂电极电解MnSO4和ZnSO4的混合溶液可以得到Zn和MnO2,电解时,铁做        极,铁极发生的电极反应为                       。

 

(10分)温家宝总理多次指出要大力抓好节能降耗、保护环境。请你分析并回答下列问题:

(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”。下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是             ____________________。

A.制备环氧乙烷:

B.制备硫酸铜Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O

C.制备甲醇:   2CH4+O22CH3OH

D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

(2)冶金废水中含有[Au(CN)2],其电离出的CN有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强。工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN氧化为CO32和一种无毒气体,该反应的方程式为                                       _____________________________,在酸性条件下,ClO也能将CN氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是                        ____________________________________________________________。

(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:

 

乙炔水化法

乙烯氧化法

原料

乙炔、水

乙烯、空气

反应条件

HgSO4、100~125℃

PdCl2-CuCl2、100~125℃

平衡转化率

乙炔平衡转化率90%左右

乙烯平衡转化率80%左右

日产量

2.5吨(某设备条件下)

3.6吨(相同设备条件下)

表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量

表二:原料来源生产工艺

 

原料生产工艺过程

乙炔

乙烯

来源于石油裂解气

从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。

①从产率和产量角度分析                                               

②从环境保护和能耗角度分析                                           

 

(12分)

A.原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。

Ⅰ.已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、6和6,且都含有18个电子,又知B、C和D是由两种元素的原子组成,且D分子中两种原子个数比为1 :2。

请回答:

(1)组成A分子的原子的元素符号是                ;已知E是有毒的有机物,E的熔、沸点比CH4的熔、沸点高,其主要原因是____________________________________。

(2)C的立体结构呈      ____ 形,该分子属于      分子(填“极性”或“非极性”);

(3)火箭中可充入四氧化二氮和D作为燃料反应生成氮气和水,该反应的化学方程式为_______                                          __________________ 。(不需要写反应条件)

Ⅱ.CO与N2互为等电子体。

(4)CO的总键能大于N2的总键能,但CO比N2容易参加化学反应。

根据下表数据,说明CO比N2活泼的原因是____________________________________。

 

 

A-B

A=B

A≡B

CO

键能(kJ/mol)

357.7

798.9

1071.9

键能差值kJ/mol)

              441.2                          273

N2

键能(kJ/mol)

154.8

418.4

941.7

键能差值kJ/mol)

               263.6                      523.3

(5)它们的分子中都包含___________个σ键,______________个π键。

(6)Fe、Co、Ni等金属能与CO反应的原因与这些金属原子的电子层结构有关。

Ni原子的价电子排布式为                 _____     。Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为

-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于       ____(填晶体类型);Fe(CO)5是配合物,配体是__________           

B.茶中含有多种有益于人体健康的成分,据测定茶叶中含有450种以上的有机成分与15种以上的元素。某化学研究小组欲探究茶叶中钙元素的含量,设计了探究实验方案如下:(已知茶叶中的铝、铁元素对钙离子的测定有影响)

    步骤1:称取500g干燥的茶叶,置于通风橱中,充分灼烧使茶叶灰化,再用研钵磨细后移入烧杯中,然后将200mL 1 mol·L-1盐酸加入灰中搅拌、过滤、洗涤。

    步骤2:向步骤1所得滤液中逐滴加入稀氢氧化钠溶液,调节溶液的pH至6~7左右,使铝、铁元素以氢氧化物的形式完全沉淀,再加热煮沸30 min,加入7.95g无水碳酸钠,充分搅拌,待沉淀完全后,过滤,洗涤,过滤后得到滤液和沉淀。

    步骤3:将步骤2所得的滤液稀释至500 mL,取其中的20.00 mL溶液以甲基橙作指示剂,用0.100mol·L-1的HCl标准溶液滴定,终点时消耗盐酸的体积为20.00mL,计算结果。

请回答下列问题:

步骤 1中,使茶叶灰化时需要用到三角架、泥三角、酒精喷灯、     ___    ____  等仪器。

步骤2中,改用试剂            _______   (写试剂名称)来调节pH将更为方便;判断沉淀已经洗净的方法是                                                            

步骤3中,滴定过程中,眼睛应注视                                             ____________________,被滴定的20 mL滤液中含CO32的物质的量为          __   mol,试计算原500g茶叶中钙离子的质量分数为        _______    ,计算过程如下:

 

 0  76829  76837  76843  76847  76853  76855  76859  76865  76867  76873  76879  76883  76885  76889  76895  76897  76903  76907  76909  76913  76915  76919  76921  76923  76924  76925  76927  76928  76929  76931  76933  76937  76939  76943  76945  76949  76955  76957  76963  76967  76969  76973  76979  76985  76987  76993  76997  76999  77005  77009  77015  77023  203614 

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