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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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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

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.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

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{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu2++2NO↑+4H2O;得到滤渣1的主要成分为Au、Pt.
(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,使用H2O2的优点是不引入杂质,对环境无污染;调溶液pH的目的是使Fe3+、Al3+生成沉淀.
(3)由滤渣2制取Al2(SO4)3•18H2O,探究小组设计了三种方案:
甲:滤渣2$\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%.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

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;
⑤分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到纯净的一硝基甲苯共15g.
请回答下列问题:
(1)实验前需要在三颈瓶中加入少许沸石(或碎瓷片),目的是防止暴沸.
(2)冷凝管的作用是冷凝回流;冷却水从冷凝管的a(填“a”或“b”)端进入.
(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.
(5)该实验中一硝基甲苯的产率为77.5%(保留三位有效数字).

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

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).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

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

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

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.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

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

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

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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