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二氧化錳可用作干電池去極劑,合成工業(yè)的催化劑和氧化劑,玻璃工業(yè)和搪瓷工業(yè)的著色劑、消色劑、脫鐵劑等。

Ⅰ(1)鋅—錳堿性電池具有容量大、放電電流大的特點,因而得到廣泛應用。電池的總反應式為Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。

電池的正極反應式為________________________________

Ⅱ某化學研究性學習小組擬從廢舊干電池中回收二氧化錳制取碳酸錳。

①將干電池剖切、分選得到黑色混合物(主要成分為MnO2)洗滌、過濾、烘干。

②將上述固體按固液體積比2:9加入濃鹽酸、加熱,反應完全后過濾、濃縮。

③向上述溶液中加入Na2CO3溶液,邊加邊攪拌,再過濾即可得到碳酸錳。

(2)在第②步中,將上述固體與濃鹽酸混合的目的是________________________________

(3)有人認為,將第③步中的Na2CO3溶液換成NH4HCO3溶液,也能達到上述目的,但同時有氣體生成。請寫出加入NH4HCO3溶液時發(fā)生的離子反應方程式:                

_______________________________________

Ⅲ 濕法煉錳即電解硫酸錳溶液法。電解錳的生產過程分為化合浸取、氧化凈化及沉淀除雜、產品回收。其生產工藝流程如下:

已知:①菱錳礦中主要成份是碳酸錳,主要雜質是Fe2、Co2、Ni2。

②生成氫氧化物的pH如下表:(若某離子濃度小于等于10-5mol/L,則認為完全沉淀)

物質

Fe(OH)2

Ni(OH)2

Co(OH)2

Mn(OH)2

開始沉淀pH

7.5

7.7

7.6

8.3

完全沉淀pH

9.7

8.4

8.2

9.8

③有關難溶氫氧化物和硫化物pKsp數(shù)據(jù)(pKsp=-lgKsp):

難溶物質

Fe(OH)3

Ni(OH)2

Co(OH)2

NiS

CoS

pKsp

38.55

15.26

14.7

18.49

20.40

(4)菱錳礦粉與硫酸反應的化學方程式是________________________________。

(5)使用氨水的目的是調節(jié)pH值在________之間(填pH范圍,精確到小數(shù)點后1位數(shù)字)。

在“浸出液”中加入(NH4)2S(硫化銨)的目的是_________________________________

(6)電解槽中使用的是惰性電極板,電解反應方程式為_________________________


【知識點】難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質、制備實驗方案的設計

【答案解析】 (每空2分)(1)2MnO2+2e-+H2O=2OH-+Mn2O3   (2)將MnO2還原成Mn2+

(3)Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O         (4)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2

(5)3.8~8.3   作沉淀劑,生成NiS沉淀     (6)2MnSO4+2H2O 2H2SO4+O2↑+2Mn

解析:(1)鋅—錳堿性電池的總反應式為Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s),

Zn化合價升高,失電子,作負極;MnO2中的Mn化合價降低,得電子,作正極,根據(jù)總反應拆成兩個半反應,電池的正極反應式為:2MnO2+2e-+H2O=2OH-+Mn2O3

(2)濃鹽酸與二氧化錳發(fā)生氧化還原反應,生成氯氣和氯化錳,以便于加入碳酸鈉后可以生成碳酸錳沉淀;

(3)加入NH4HCO3溶液時,生成氣體,離子方程式為:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O

(4)菱錳礦粉主要成分是碳酸錳,與硫酸反應生成硫酸錳、水和二氧化碳,化學方程式是:

   MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2

(5)二氧化錳MnO2具有氧化性,能將菱錳礦的硫酸浸取液中的Fe2+氧化為Fe3+; 氨水可以將鐵離子沉淀,氫氧化鐵的Ksp=c3(OH-)•c(Fe3+),鐵離子完全沉淀時,鐵離子的濃度是1×10-5mol/L,此時c(OH-)== 10-11.2mol/L,所以pH=3.8,所以將鐵離子沉淀完全,但是錳離子未沉淀的范圍是3.8~8.3,此范圍內Co2+已經沉淀完全,所以再加入硫化銨將Ni2+沉淀;

(6)根據(jù)電解池的工作原理,電解硫酸錳酸性溶液生成二氧化錳、硫酸和氫氣,電解反應方程式為:

2MnSO4+2H2O 2H2SO4+O2↑+2Mn

【思路點撥】本題是一道實驗方案設計的工藝流程題目,考查學生各方面的綜合知識能力,尤其是第(5)題,二氧化錳將亞鐵氧化,再調節(jié)PH的計算難度大;


練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:


化學實驗有助于理解化學知識,形成化學觀念,提高探究與創(chuàng)新能力,提升科學素養(yǎng)。

(1)在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進行相關實驗。

①下列收集Cl2的正確裝置是      。

②將Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是                 。

③設計實驗比較Cl2和Br2的氧化性,操作與現(xiàn)象是:取少量新制氯水和CCl4于試管中,

                                                                       

(2)能量之間可以相互轉化:電解食鹽水制備Cl2是將電能轉化為化學能,而原電池可將化學能轉化為電能。設計兩種類型的原電池,探究其能量轉化效率。

限選材料:ZnSO4(aq),F(xiàn)eSO4(aq),CuSO4(aq);銅片,鐵片,鋅片和導線。

①完成原電池甲的裝置示意圖(見圖15),并作相應標注。

要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。

②銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質溶液,只在一個燒杯中組裝原電池乙,工作一段時間后,可觀察到負極                            。

③甲乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉化為電能的是       ,其原因是       。

(3)根據(jù)犧牲陽極的陰極保護法原理,為減緩電解質溶液中鐵片的腐蝕,在(2)的材料中應選  

        作陽極。

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科目:高中化學 來源: 題型:


 下列不能說明氯的非金屬性比硫強的事實是(     ) 
①HCl比H2S穩(wěn)定   ②HClO氧化性比H2SO4強   ③HClO4酸性比H2SO4強    ④Cl2能與H2S反應生成S    ⑤在與鈉反應時,S原子得到的電子數(shù)更多    ⑥Cl2與Fe反應生成FeCl3,S與Fe反應生成FeS     ⑦HCl酸性比H2S強 
 A.②⑤⑦     B.①②⑦        C.②⑤⑥        D. ③④⑤ 

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科目:高中化學 來源: 題型:


人體血液里存在重要的酸堿平衡:使人體血液pH保持在7.35~7.45,否則就會發(fā)生酸中毒或堿中毒。其pH隨變化關系如下表:

1.0

17.8

20.0

22.4

pH

6.10

7.35

7.4

7.45

下列說法不正確的是(    )

A.正常人體血液中,HCO3的水解程度大于電離程度

B.人體血液酸中毒時,可注射NaHCO3溶液緩解

C.pH=7.00的血液中,c(H2CO3)<c(HCO3) 

D.pH=7.40的血液中,HCO3的水解程度一定大于H2CO3的電離程度

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科目:高中化學 來源: 題型:


人體血液里存在重要的酸堿平衡:使人體血液pH保持在7.35~7.45,否則就會發(fā)生酸中毒或堿中毒。其pH隨變化關系如下表:

1.0

17.8

20.0

22.4

pH

6.10

7.35

7.4

7.45

下列說法不正確的是(    )

A.正常人體血液中,HCO3的水解程度大于電離程度

B.人體血液酸中毒時,可注射NaHCO3溶液緩解

C.pH=7.00的血液中,c(H2CO3)<c(HCO3) 

D.pH=7.40的血液中,HCO3的水解程度一定大于H2CO3的電離程度

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列說法正確的是         ( 。

A、水的離子積KW只與溫度有關,但外加酸、堿、鹽一定會影響水的電離程度

B、Ksp不僅與難溶電解質的性質和溫度有關,還與溶液中相關離子的濃度有關

C、常溫下,在0.10 mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4C1晶體,能使溶液的pH減小,的比值增大

D、室溫下,CH3COOH的溶液中的c (H+)與NH3·H2O中的c(OH)相等

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列關于牙膏的說法中不正確的是                                 

A.牙膏中加甘油作保濕劑,可用新制Cu(OH)2檢驗其存在

B.用含氟牙膏刷牙可使牙齒堅固,從而有效防止蛀牙,故牙膏中的氟含量越高越好

C.牙膏中的增香劑和甜味劑可改善牙膏的口感

D.牙膏中的摩擦劑可增強牙膏的摩擦作用和去污效果

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科目:高中化學 來源: 題型:


下列有關實驗的說法不正確的是(     )

A、在蒸餾試驗中,溫度計的水銀球位于蒸餾燒瓶支管口處是為了測出餾分的沸點。

B、在重結晶苯甲酸的試驗中,步驟是:加熱溶解,趁熱過濾,冷卻結晶。

C、可以用乙醇作萃取劑,提取溴水中的溴單質。

D、冷凝管進水口在下,出水口在上。

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科目:高中化學 來源: 題型:


在下列物質中,受熱能放出某氣體A,并將所得殘渣與鹽酸反應又能生成氣體A的化合物是(  )

A.NH4HCO3                               B.K2CO3

C.NaHCO3                               D.KClO3

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