18.閃鋅礦主要成分為ZnS,含少量FeS、CuS、CdS雜質(zhì).軟錳礦的主要成分為 MnO2;含少量A12O3和SiO2.現(xiàn)以閃鋅礦和軟猛礦為原料制備Zn和MnO2,其簡化流程如圖1(中間產(chǎn)物的固體部分已經(jīng)略去).

已知:I.礦石中所有金屬元素在濾液中均以離子形式存在.
Ⅱ.各種金屬離子完全沉淀的pH如表:
Zn2+Mn2+Fe2+Fe3+Al3+
pH8.010.19.03.24.7
回答下列問題:
(1)步驟①中發(fā)生多個(gè)反應(yīng),其中MnO2、FeS與硫酸共熱時(shí)有淡黃色物質(zhì)析出,溶液變?yōu)樽攸S色,寫出MnO2、FeS與硫酸共熱發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式3MnO2+2FeS+6H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3MnSO4+Fe2(SO43+2S+6H2O.
(2)步驟②加入金屬鋅是為了回收金屬,回收金屬的主要成分是Cu、Cd.
(3)步驟③與MnO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn 2++2H2O,物質(zhì)X可以是BD(用字母表示.
A.Cu2(OH)2CO3        B.MnCO3        C.MgO            D.Zn(OH)2
(4)流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是H2SO4(填化學(xué)式).
(5)MnO2與Li構(gòu)成LiMnO2,該電池反應(yīng)原理如圖2所示,其中電解質(zhì)LiClO4,溶于混合有機(jī)溶劑中,Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2.回答下列問題:
①外電路中的電子移動(dòng)方向是由a極流向b極(填字母).
②寫出該鋰離子電池的正極電極反應(yīng)式MnMnO2+e-+Li+=LiMnO2
(6)已知:25℃時(shí),HCN的電離常數(shù)K=4.9×10-10,H2S的電離常數(shù)K1=1.3×10-7,K2=7.0×10-15,向NaCN溶液中通入少量的H2S氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaCN+H2S=HCN+NaHS.

分析 軟錳礦、閃鋅礦(主要成分為MnO2、ZnS,還含有少量的FeS、CuS、CdS、Al2O3和SiO2等物質(zhì))溶于硫酸,其中3MnO2+2FeS+6H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3MnSO4+Fe2(SO43+2S+6H2O,得含有Al3+、Mn 2+、Fe3+、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Cd 2+的酸性溶液,向其中加入適量的鋅粉,將銅離子置換出來過濾銅,同時(shí)將鐵離子還原為亞鐵離子,再向溶液(Mn 2+、Zn2+、Fe2+、Al3+)中加入MnO2將亞鐵離子氧化成鐵離子,加入MnCO3 或Zn(OH)2調(diào)節(jié)pH4.7~8.0,使鐵離子和鋁離子沉淀,過濾得濾液中含有MnSO4、ZnSO4,電解濾液得鋅和二氧化錳,據(jù)此答題.

解答 解:(1)MnO2、FeS與硫酸共熱時(shí)有淡黃色物質(zhì)析出,生成S,溶液變?yōu)樽攸S色,由三價(jià)鐵生成,故反應(yīng)物額:3MnO2+2FeS+6H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3MnSO4+Fe2(SO43+2S+6H2O;
故答案為:3MnO2+2FeS+6H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3MnSO4+Fe2(SO43+2S+6H2O;
(2)步驟②為Al3+、Mn 2+、Fe3+、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Cd 2+的酸性溶液,加入金屬鋅得到的溶液含有Mn 2+、Zn2+、Fe2+、Al3+,則鋅粉將Cu2+、Cd 2+還原為Cu、Cd;
故答案為:Cu、Cd;
(3)步驟③與MnO2氧化亞鐵離子的反應(yīng),離子方程式MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn 2++2H2O;物質(zhì)X調(diào)節(jié)pH4.7~8.0,使鐵離子和鋁離子沉淀,過濾得濾液中含有MnSO4、ZnSO4,則X為MnCO3 或Zn(OH)2;
故答案為:MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn 2++2H2O;BD;
(4)電解MnSO4、ZnSO4濾液可得H2SO4,循環(huán)使用;
故答案為:H2SO4;
(5)①Li為負(fù)極,MnO2為正極,原電池工作時(shí),電子移動(dòng)向從負(fù)極到正極,即從a極流向b極;
故答案為:a;b;
②MnO2為正極,被還原,電極方程式為MnO2+e-+Li+=LiMnO2;
故答案為:MnMnO2+e-+Li+=LiMnO2;
(6)已知:25℃時(shí),HCN的電離常數(shù)K=4.9×10-10,H2S的電離常數(shù)K1=1.3×10-7,K2=7.0×10-15,則酸性H2S>HCN>HS-,根據(jù)強(qiáng)酸制備弱酸,向NaCN溶液中通入少量的H2S氣體,則NaCN+H2S=HCN+NaHS;
故答案為:NaCN+H2S=HCN+NaHS.

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對元素及其化合物的主要性質(zhì)的掌握、書寫電極反應(yīng)方程式、閱讀題目獲取新信息能力、對工藝流程的理解等,難度中等,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)、信息分析解決問題能力.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.下列對一些客觀事實(shí)和理論解釋正確的是( 。
選項(xiàng)
 
事實(shí)
 
理論解釋
 
ANa 與水反應(yīng)失去 1 個(gè)電子,Mg 與水反應(yīng)失去 2 個(gè)電子
 
Na 的金屬性比 Mg 強(qiáng)
 
BH2S 的還原性比 HClS 的非金屬性比 Cl
CK3C60在熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?br /> K3C60中含有離子
DSi 是半導(dǎo)體材料,同主族的 Ge 也 是半導(dǎo)體材料
 
ⅣA 元素形成的單質(zhì)都是半導(dǎo)體材料
 
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.常溫下,向20mL0.2mol/LH2A溶液中滴加0.2mol/LNaOH溶液,含A元素的有關(guān)微粒的物質(zhì)的量變化如圖.根據(jù)圖示判斷,下列說法正確的是  ( 。
A.H2A在水中的電離方程式是:H2A═H++HA-、HA-?H++A2-
B.等體積等濃度的NaOH溶液與H2A溶液混合后,其溶液中水的電離程度比純水大
C.當(dāng)V(NaOH)=30 mL時(shí),溶液中存在以下關(guān)系:2c(H+ )+c(HA- )+2c(H2A)═c(A2- )+2c(OH-
D.當(dāng)V(NaOH)=20 mL時(shí),溶液中各粒子濃度的大小順序?yàn)閏(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè).CuCl難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化.以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如圖:

回答下列問題:
(1)寫出“溶解”過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O(N元素被還原到最低價(jià)):無,溶解溫度應(yīng)控制在60-70℃,原因是溫度低溶解速度慢,溫度過高銨鹽分解.
(2)寫出步驟③中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1.
(3)步驟⑤包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是硫酸 (寫名稱),回收的主要物質(zhì)是(NH42SO4 (寫化學(xué)式)
(4)上述工藝中,步驟⑥醇洗的作用是醇洗有利于加快除去CuCl表面水分防止其水解氧化.
(5)稱取2.000g CuCl樣品(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),溶于一定量的0.5000mol/L  FeCl3溶液中,加水稀釋至200mL得到溶于,取20.00mL用0.1000mol/L的Ce(SO42溶液滴定到終點(diǎn),消耗20.00mL Ce(SO42有關(guān)反應(yīng)式:Fe3++CuCl═Fe2++Cu2++Cl-   Ce4++Fe2+═Fe3++Ce3+,則樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.50%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.對于可逆反應(yīng)2A(g)+3B(g)?3C(g),在一定條件下,使一定量A和B氣體反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),具有的關(guān)系是( 。
A.各物質(zhì)的量濃度之比為c(A):c(B):c(C)=2:3:3
B.正逆反應(yīng)速率相等且等于零
C.平衡混合物中各物質(zhì)的量濃度相等
D.單位時(shí)間內(nèi),若消耗了amolA物質(zhì),則同時(shí)也消耗了1.5amolC物質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.某研究小組驗(yàn)證乙醇的還原性,裝置如圖1

(1)乙醇被氧化的產(chǎn)物為乙醛,1mol乙醇失去2mol電子.
(2)通入乙醇反應(yīng),試管A的現(xiàn)象是紅色固體變黑;反應(yīng)結(jié)束后,如果對試管B進(jìn)行加熱,將會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是磚紅色沉淀.
(3)研究小組發(fā)現(xiàn),反應(yīng)后期有不溶于水的氣體出現(xiàn),收集該氣體證明是H2,為了進(jìn)一步研究設(shè)計(jì)了如圖2置(部分加熱儀器已省略):
①C裝置盛有的物質(zhì)是乙醇,先加熱C(填裝置代號),趕走裝置內(nèi)的空氣.
②E收集液體產(chǎn)物,甲認(rèn)為是乙酸,乙認(rèn)為還是乙醛,請你判斷誰的推測更合理,并說明理由:乙正確,依據(jù)氧元素守恒和得失電子,若生成乙酸則氣體除了有氫氣還有乙烯,這與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不符,所以乙正確.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列說法正確的是( 。
A.NaOH溶液的導(dǎo)電能力一定比氨水強(qiáng)
B.中和等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸,需要等量的NaOH
C.若鹽酸的濃度是醋酸濃度的兩倍,則鹽酸的c(H+)也是醋酸c(H+)的兩倍
D.將NaOH溶液和氨水各稀釋一倍,兩者的c(OH-)均減小到原來的一半

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列說法不能說明H3PO4的酸性弱于H2SO4的是( 。
A.非金屬性P<S
B.Na3PO4溶液呈堿性,Na2SO4溶液呈中性
C.H3PO4溶液的導(dǎo)電能力弱于H2SO4溶液
D.H2SO4溶液與Na3PO4反應(yīng)可以生成H3PO4和Na2SO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.對NaOH晶體敘述錯(cuò)誤的是(  )
A.存在兩種化學(xué)鍵B.含共價(jià)鍵的離子化合物
C.存在兩種離子D.含共價(jià)鍵的共價(jià)化合物

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