废旧无汞碱性锌锰电池可用于制造隐形战机的机身涂料MnxZn(1-x)Fe2O4,该电池工作反应原理为Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2。某化学小组利用废电池制涂料的工艺如下:
A.浸取:将去除表面塑料的旧电池加入水中浸取并过滤,滤液经操作a得KOH固体;
B.溶液:滤渣中加入过量稀硫酸和足量双氧水,至不再出现气泡时,过滤;
C.测成分:测步骤B中滤液成分,然后加入铁粉;
D.氧化:加入双氧水氧化;
E.调pH:滴加氨水调pH,经结晶处理得MnxZn(1-x)Fe2O4。
(1)浸取时的操作有 ______。
A.拆解、粉碎旧电池 B.降低温度 C.搅拌 D.加压
(2)操作a为________。
(3)溶渣时生成Mn2+的主要离子方程式为______________________________。
(4)若步骤C测得滤液中金属离子组成为:c(Mn2+) +c(Zn2+) =0.8mol/L, c(Fe2+ ) = 0. 1 mol/L。若滤液体积为lm3,要合成MnxZn(1-x)Fe2O4,需加入Fe粉质量为___________kg(忽略体积变化)。
(5)氧化时,因为分解所需双氧水的量比理论值大得多。其原因可能是①温度过高;②______。
(6)最后一步结晶时,处理不当易生成MnFe2O4和ZnFe2O4。要制得MnxZn(1-x)Fe2O4,最后一步结晶时需注意______________________。
(7)某小组构想用ZnSO4、MnSO4溶液为原料,以Fe作电极用电解法经过一系列步骤制得MnxZn(1-x)Fe2O4,则开始电解时阳极反应式为___________________________________。
高三化学简答题中等难度题
废旧无汞碱性锌锰电池可用于制造隐形战机的机身涂料MnxZn(1-x)Fe2O4,该电池工作反应原理为Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2。某化学小组利用废电池制涂料的工艺如下:
A.浸取:将去除表面塑料的旧电池加入水中浸取并过滤,滤液经操作a得KOH固体;
B.溶液:滤渣中加入过量稀硫酸和足量双氧水,至不再出现气泡时,过滤;
C.测成分:测步骤B中滤液成分,然后加入铁粉;
D.氧化:加入双氧水氧化;
E.调pH:滴加氨水调pH,经结晶处理得MnxZn(1-x)Fe2O4。
(1)浸取时的操作有 ______。
A.拆解、粉碎旧电池 B.降低温度 C.搅拌 D.加压
(2)操作a为________。
(3)溶渣时生成Mn2+的主要离子方程式为______________________________。
(4)若步骤C测得滤液中金属离子组成为:c(Mn2+) +c(Zn2+) =0.8mol/L, c(Fe2+ ) = 0. 1 mol/L。若滤液体积为lm3,要合成MnxZn(1-x)Fe2O4,需加入Fe粉质量为___________kg(忽略体积变化)。
(5)氧化时,因为分解所需双氧水的量比理论值大得多。其原因可能是①温度过高;②______。
(6)最后一步结晶时,处理不当易生成MnFe2O4和ZnFe2O4。要制得MnxZn(1-x)Fe2O4,最后一步结晶时需注意______________________。
(7)某小组构想用ZnSO4、MnSO4溶液为原料,以Fe作电极用电解法经过一系列步骤制得MnxZn(1-x)Fe2O4,则开始电解时阳极反应式为___________________________________。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
碱性锌锰电池的工作原理:Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2,其中的电解质溶液是KOH溶液。某课题组用废旧铁壳无汞碱性锌锰电池为原料,制备一种新型材料——MnxZn(1−x)Fe2O4,其工艺流程如图所示:
(1)已知MnxZn(1−x)Fe2O4中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时还原产物中的锰相同,则铁元素的化合价为___________。
(2)“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3价锰的化合物全部还原成Mn2+,写出该反应的离子方程式:_________________________________。
(3)“调铁”工序的目的是调整滤液中铁离子的总浓度,使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式MnxZn(1−x)Fe2O4相符合。
①写出“调铁”工序中发生反应的离子方程式:______________________、_______。
②若测得滤液的成分为c(Mn2+)+c(Zn2+)=a mol·L−1,c(Fe2+)+c(Fe3+)=b mol·L−1,滤液体积为1 m3,“调铁”工序中,需加入的铁粉质量为___________kg(忽略溶液体积变化,用含a、b的代数式表示)。
(4)在“氧化”工序中,加入双氧水的目的是把 Fe 2+ 氧化为 Fe 3+;生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值,其可能原因除温度外,主要是______________________。
(5)用氨水“调pH”后,经“结晶”、“过滤”可得到产品和滤液C,从滤液C中还可分离出一种氮肥,该氮肥的溶液中离子浓度由大到小的排序为_______________。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
碱性锌锰电池的工作原理:Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2,其中的电解质溶液是KOH溶液。某课题组用废旧铁壳无汞碱性锌锰电池为原料,制备一种新型材料——MnxZn(1−x)Fe2O4,其工艺流程如图所示:
(1)已知MnxZn(1−x)Fe2O4中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时还原产物中的锰相同,则铁元素的化合价为___________。
(2)“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3价锰的化合物全部还原成Mn2+,写出该反应的离子方程式:_________________________________。
(3)“调铁”工序的目的是调整滤液中铁离子的总浓度,使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式MnxZn(1−x)Fe2O4相符合。
①写出“调铁”工序中发生反应的离子方程式:______________________、_______。
②若测得滤液的成分为c(Mn2+)+c(Zn2+)=a mol·L−1,c(Fe2+)+c(Fe3+)=b mol·L−1,滤液体积为1 m3,“调铁”工序中,需加入的铁粉质量为___________kg(忽略溶液体积变化,用含a、b的代数式表示)。
(4)在“氧化”工序中,加入双氧水的目的是把 Fe 2+ 氧化为 Fe 3+;生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值,其可能原因除温度外,主要是______________________。
(5)用氨水“调pH”后,经“结晶”、“过滤”可得到产品和滤液C,从滤液C中还可分离出一种氮肥,该氮肥的溶液中离子浓度由大到小的排序为_______________。
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碱性锌锰电池的工作原理:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,其中的电解质溶液是KOH溶液。某课题组用废旧铁壳无汞碱性锌锰电池为原料,制备一种新型材料MnxZn(1-x)Fe2O4,其工艺流程如图所示:
(1)滤液A中溶质的电子式为____________。
(2)已知MnxZn(1-x)Fe2O4中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时还原产物中锰元素的化合价相同,则铁元素的化合价为_________。
(3)“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3价锰的化合物全部还原成Mn2+,写出该反应的离子方程式:_____________________________。
(4)“调铁”工序的目的是调整滤液中铁离子的总浓度,使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式MnxZn(1-X)Fe2O4相符合。
①写出“调铁"工序中发生反应的离子方程式:_________________,___________________。
②若测得滤液的成分为c(Mn2+)+c(Zn2+)=amol.L-1,c(Fe2+)+c(Fe3+)=bmol.L-1,滤液体积为1m3,“调铁”工序中,需加入的铁粉质量为________kg(忽略溶液体积变化,用含a、b的代数式表示)。
(5)在“氧化"工序中,加入双氧水的目的是把Fe2+氧化为Fe3+;生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值,其可能原因除温度外,主要是_______________。
(6)用氨水“调pH"后,经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液C,从滤液C中还可分离出一种氮肥,该氮肥的溶液中的离子浓度由小到大的顺序为_____________________。
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锰锌铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。现以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下:
(1)碱性锌锰干电池(电解质为 KOH)中 MnO2参与反应的电极反应式为______________________。
(2) 用硫酸酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有________________________(任写一点)。酸浸时,二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为___________________。
(3) 活性铁粉除汞时,铁粉的作用是______________ (填“氧化剂” 或“还原剂” 或“吸附剂” ) 。
(4) 除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经 KMnO4溶液进行吸收而实现的。 在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率的影响及主要产物如图所示。
①请根据该图给出 pH对汞吸收率影响的变化规律: __________________________。
②试分析在强酸性环境下 Hg 的单位时间吸收率高的原因可能是: _______________。
(5)经测定滤液成分后同时加入一定量的 MnSO4和铁粉的目的是________________。
(6)当 x=0.2 时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强,试用氧化物的形式表示该铁氧体组成_________。
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(14分)锰锌铁氧体可制备隐形飞机上吸收雷达波的涂料。以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体(MnxZn1-xFe2O4)的主要流程如下,请回答下列问题:
(1)酸浸时,二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为 。
(2)活性铁粉除汞时,铁粉的作用是 (填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”)。
(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液中,带出汞蒸汽经KMnO4溶液进行吸收而实现的。下图是KMnO4溶液处于不同pH时对应Hg的单位时间去除率变化图,图中物质为Hg与 MnO4- 在该pH范围内反应的主要产物。
①pH<6时反应的离子方程式为 。
②请根据该图给出pH对汞去除率影响的变化规律: 。
③试猜想在强酸性环境下汞的单位时间去除率高的原因: 。(不考虑KMnO4在酸性条件下氧化性增强的因素)
(4)当x=0.2时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强,试用氧化物的形式表示该锰锌铁氧体的组成 。
(5)经测定滤液成分后,需加入一定量的MnSO4和铁粉,其目的是 。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
(14分)锰锌铁氧体可制备隐形飞机上吸收雷达波的涂料。以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体(MnxZn1-xFe2O4)的主要流程如下,请回答下列问题:
(1)酸浸时,二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为 。
(2)活性铁粉除汞时,铁粉的作用是 (填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”)。
(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液中,带出汞蒸汽经KMnO4溶液进行吸收而实现的。下图是KMnO4溶液处于不同pH时对应Hg的单位时间去除率变化图,图中物质为Hg与 MnO4-在该pH范围内反应的主要产物。
①pH<6时反应的离子方程式为 。
②请根据该图给出pH对汞去除率影响的变化规律: 。
③试猜想在强酸性环境下汞的单位时间去除率高的原因: 。(不考虑KMnO4在酸性条件下氧化性增强的因素)
(4)当x=0.2时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强,试用氧化物的形式表示该锰锌铁氧体的组成 。
(5)经测定滤液成分后,需加入一定量的MnSO4和铁粉,其目的是 。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池, 其构造如图所示。放电时总反应为:Zn + 2H2O + 2MnO2==Zn(OH)2 + 2MnOOH 从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如下:
回答下列问题:
(1)“还原焙烧”过程中,高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH、MnO2被还原成MnO),碳作为还原剂生成CO2,则CO2的电子式为___________。
(2)“净化”是为了除去浸出液中的Fe2+,方法是:加入______(填化学式)溶液将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH使Fe3+完全沉淀。己知浸出液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1mol·L-1,根据下列数据计算,调节pH的合理范围是____至_______。
化合物 | Mn(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-13 | 10-17 | 10-38 |
(离子浓度小于1×10-5 mol·L-1即为沉淀完全)
(3)“电解”时,阳极的电极反应式为______________。
本工艺中应循环利用的物质是____________(填化学式)。
(4)若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤,滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为___________________。
(5)某碱性锌锰电池维持电流强度0.5A (相当于毎秒通过5×10-6mol电子),连续工作80分钟即接近失效。如果制造一节电池所需的锌粉为6 g,则电池失效时仍有________%的金属锌未参加反应。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
碱性锌锰电池是日常生活中消耗最大的电池,其构造如图所示。
放电时总反应为:Zn+2H2O+2MnO2=Zn(OH)2+2MnOOH
从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如下:
回答下列问题:
(1)MnOOH中,Mn元素的化合价为_______。
(2)“还原焙烧”过程中,高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH、MnO2被还成MnO),主要原因是“粉料”中含有________。
<span style="font-size: 14px; font-family: " 宋体";"=""><span contenteditable="true">(3)</span></span>“净化”为了除去浸出液中的Fe2+,方法是:加入_______(填化学式)溶液将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH使Fe3+完全沉淀。已知浸出液中Mi2+、Zn2+的浓度约为0. 1mol •L-1,根据下列数据计算,调节pH的合理范围是_____至_______。
化合物 | Mn(OH)3 | Zn(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-13 | 10-17 | 10-38 |
(离子浓度小于1×mol • L-1即为沉淀完全)
(4)“电解”时,阳极的电极反应式为_______。本工艺中应循环利用的物质是________(填化学式)。
<span style="font-size: 14px; font-family: "宋体";"><span contenteditable="true">(5)</span></span>若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤,滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为_____________。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池,其构造如图1所示。放电时总反应为Zn+2H2O+2MnO2Zn(OH)2+2MnOOH,从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如下图2所示:
回答下列问题:
(1)碱性锌锰电池中,锌粉、MnO2、KOH的作用分别是(每空只选1个)_______、_______ 、______。
a.正极反应物b. 正极材料 c.负极反应物
d. 负极材料 e. 电子导体 f. 离子导体
(2)“还原焙烧”过程中,无需外加还原剂即可在焙烧过程中将MnOOH、MnO2还原为MnO,起还原作用的物质是___________。
(3)“净化”是在浸出液中先加入H2O2,再加入碱调节溶液pH到4.5左右,再过滤出沉淀。请完整说明这样操作的目的是______________。
Zn(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 | |
开始沉淀的pH | 5.5 | 1.9 | 8.0 |
沉淀完全的pH | 8.0 | 3.2 | 10.0 |
(4) “电解”时,阳极的电极反应式为___。本工艺中应循环利用的物质是____(填化学式)。
(5)若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤,滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为_____。
(6)某碱性锌锰电池维持电流0.5 A(相当于每秒通过5×10-6 mol电子),连续工作80分钟即接近失效。如果制造一节电池所需的锌粉为6 g,则电池失效时仍有____%的金属锌未参加反应。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析