[题目]锌锰干电池是很古老的一次性电池.它的生产原料主要有软锰矿和闪锌矿.科研人员开发了综合利用软锰矿和闪锌矿的同槽酸浸工艺.工艺流程如下图所示.已知:软锰矿中含MnO2约66%.SiO2约20%.Al2O3约4%.其余为水分,闪锌矿中含ZnS约80%.FeS.CuS.SiO2共约7%.其余为水分.请回答下列问题:(1)反应I需不断搅拌.其目的是 .(2)反应I中主要的氧� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】锌锰干电池是很古老的一次性电池，它的生产原料主要有软锰矿和闪锌矿。科研人员开发了综合利用软锰矿和闪锌矿的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。

已知：软锰矿中含MnO2约66%，SiO2约20%，Al2O3约4%，其余为水分；闪锌矿中含ZnS约80%，FeS、CuS、SiO2共约7%，其余为水分。

请回答下列问题：

（1）反应I需不断搅拌，其目的是______________。

（2）反应I中主要的氧化还原反应化学方程式为______________。

（3）检验反应I滤液中Fe3+的试剂为____________________。反应III中MnO2的作用是______________。

（4）已知Ksp（ZnCO3）=1.4×10-10、Ksp（MnCO3）=2.2×10-11；要使反应IV之后的溶液中Zn2+、Mn2+浓度均降到1.0×10-6 mol·L-1，则溶液中残留的CO32-浓度至少为___mol·L-1。

（5）如图是Na2SO4和Na2SO410H2O的溶解度曲线

（g/100g水），则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是：将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液蒸发结晶→_______→ 用乙醇洗涤→干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是___________。

【答案】加快反应速率，提高原料利用率 ZnS+MnO2+2H2SO4 =ZnSO4 +S+MnSO4+2H2O KSCN溶液将Fe2+氧化成Fe3+ 1.4×10-4 趁热过滤用乙醇洗涤可以防止Na2SO4固体转化为Na2SO410H2O，并防止Na2SO4因溶于水而损耗

【解析】

软锰矿、闪锌矿中加硫酸，反应I主要为：MnO2和硫化物发生氧化还原反应生成Mn2+和S、Fe3+、Al3+、Zn2+、Cu2+等，过滤除去S、SiO2；

在滤液中加适量Zn发生反应Ⅱ，Zn和Cu2+、Fe3+反应生成Cu、Fe2+、Zn2+，过滤除去Cu；滤液发生反应Ⅲ，MnO2和Fe2+反应生成Mn2+和Fe3+，通过调pH使Fe3+、Al3+形成沉淀除去；

Zn2+、Mn2+和Na2CO3可发生反应Ⅳ得到Na2SO4、MnCO3、ZnCO3提供给反应Ⅲ用，也可发生反应Ⅴ，获得MnO2和Zn，据此分析解答。

(1)反应I不断搅拌，软锰矿和闪锌矿充分接触，一方面可以加快反应速率，另一方面可使软锰矿和闪锌矿尽可能反应，提高原料利用率，故答案为：加快反应速率，提高原料利用率；

(2)软锰矿中的成分主要为MnO2，闪锌矿中主要成分为ZnS，所以反应I中主要发生MnO2氧化ZnS的反应，结合原子守恒、电子得失守恒可得方程式为：ZnS+MnO2+2H2SO4 =ZnSO4 +S+MnSO4+2H2O，故答案为：ZnS+MnO2+2H2SO4 =ZnSO4 +S+MnSO4+2H2O；

(3)通常用KSCN溶液检验Fe3+，由上面的分析可知，反应III中MnO2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，以便形成沉淀而除去，故答案为：KSCN溶液；将Fe2+氧化成Fe3+；

(4) Zn2+浓度降到1.0×10-6 mol·L-1，所需CO32-浓度=mol·L-1=1.4×10-4 mol·L-1，Mn2+浓度降到1.0×10-6 mol·L-1，所需CO32-浓度=mol·L-1=2.2×10-5 mol·L-1，综上所述，要使反应IV之后的溶液中Zn2+、Mn2+浓度均降到1.0×10-6 mol·L-1，则溶液中残留的CO32-浓度至少为1.4×10-4 mol·L-1，故答案为：1.4×10-4 ；

(5)由Na2SO4和Na2SO410H2O的溶解度曲线可知，温度太低，Na2SO410H2O的溶解度较小，得到的固体为Na2SO410H2O，故应将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液蒸发结晶、趁热过滤、用乙醇洗涤、干燥。若用水洗，洗涤过程必然温度降低，有一部分Na2SO4会转化为Na2SO410H2O，同时有一部分会溶于水而随水流走，故用乙醇洗涤可以防止Na2SO4固体转化为Na2SO410H2O，并防止Na2SO4因溶于水而损耗，故答案为：趁热过滤；用乙醇洗涤可以防止Na2SO4固体转化为Na2SO410H2O，并防止Na2SO4因溶于水而损耗。

练习册系列答案

寒假篇假期园地广西师范大学出版社系列答案

快乐寒假吉林教育出版社系列答案

创新成功学习快乐寒假四川大学出版社系列答案

寒假生活河北少年儿童出版社系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置：

（1）如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母)：

接，接，接；

（2）仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?

乙中 ____ ，丙中 ______ ；

（3）丁中酸性KMnO4溶液的作用是；

（4）写出甲中反应的化学方程式。

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】蓄电池在放电和充电时分别起原电池和电解池的作用，某电池分别在放电和充电时发生的反应：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2，下列对该电池的判断错误的是（）

A. 放电时，Fe是负极，NiO2是正极

B. 放电时电解质溶液中的阴离子向正极方向移动

C. 充电时阴极上的电极反应式为：Fe(OH)2＋2e－＝Fe＋2OH-

D. 蓄电池的电极必须浸入碱性电解质溶液中

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，Y、W为同一周期元素且W原子的最外层电子数等于Y原子的核外电子总数，其形成的一种化合物结构如图所示，下列叙述正确的是

A.原子半径:W>Z>Y>X

B.该化合物中各元素的原子最外层均满足8电子结构

C.X与Y形成的二元化合物常温下一定为气态

D.X、Y、Z、W可形成原子个数比8：1：2：3的化合物

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】如图所示，甲、乙两装置电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：

（1）若两装置中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：

①有红色物质析出的是甲装置中的___棒，乙装置中的____棒；

②乙装置的电化学防护法称为____，其中碳极的电极反应式是：_____。

③取少量甲装置中负极附近溶液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，现象为___，发生反应的离子方程式为________

（2）若两装置中均为饱和NaCl溶液：

①写出乙装置中总反应的离子方程式：______。

②甲装置碳极的电极反应属于_____（填“氧化反应”或“还原反应”）；

③将湿润的淀粉KI试纸放在乙装置碳极附近，发现试纸变蓝，解释其原因_____

（3）用铂作电极电解饱和的下列物质的水溶液，一会儿后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是（_____）

A．KI B．H2SO4 C．CuCl2 D．AgNO3

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】人体尿液中可以分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸，吲哚乙酸的结构简式如图所示。下列有关说法正确的是

A.分子中含有2种官能团

B.吲哚乙酸苯环上的二氯代物共有四种

C.1 mol吲哚乙酸与足量氢气发生反应，最多消耗5 mol H2

D.分子中不含手性碳原子

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】金属(M)－空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应为：4M + nO2 + 2nH2O = 4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是

A.多孔电极有利于氧气扩散至电极表面，可提高反应速率

B.电池放电过程的正极反应式： O2 + 2H2O + 4e－ = 4OH－

C.比较Mg、Al二种金属－空气电池，“理论比能量”之比是8∶9

D.为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜

查看答案和解析>>

科目：高中化学 来源： 题型：

【题目】硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作杀虫剂，媒染剂，在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分，在工业上用途广泛。常温下该物质溶于水，不溶于乙醇、乙醚，在空气中不稳定，受热时易发生分解。某化学兴趣小组以Cu粉、3mol/L的硫酸、浓氨水、10% NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500 mol/L稀盐酸、0.500 mol/L的NaOH溶液来合成硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。

I.CuSO4溶液的制备

①称取4g铜粉，在A仪器中灼烧10分钟并不断搅拌，放置冷却。

②在蒸发皿中加入30mL 3mol/L的硫酸，将A中固体慢慢放入其中，加热并不断搅拌。

③趁热过滤得蓝色溶液。

(1)A仪器的名称为_____________。

(2)某同学在实验中有1.5g的铜粉剩余，该同学将制得的CuSO4溶液倒入另一蒸发皿中加热浓缩至有晶膜出现，冷却析出的晶体中含有白色粉末，试解释其原因_____。

II.晶体的制备。将上述制备的CuSO4溶液按如图所示进行操作

(3)已知浅蓝色沉淀的成分为Cu2(OH)2SO4，试写出生成此沉淀的离子反应方程式___________。

(4)析出晶体时采用加入乙醇的方法，而不是浓缩结晶的原因是_______________。

III.氨含量的测定。精确称取mg晶体，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入VmL10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，并用蒸馏水冲洗导管内壁，用V1mLClmol/L的盐酸标准溶液完全吸收。取下接收瓶，用C2mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl(选用甲基橙作指示剂)，到终点时消耗V2mLNaOH溶液。