(14分)
以锌锰废电池中的碳包(含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物质 )为原料回收MnO2的工艺流程如下:
I. 将碳包中物质烘干,用足量稀HNO3溶解金属单质,过滤,得滤渣a;
II. 将滤渣a在空气中灼烧除去碳粉,得到粗MnO2;
III.向粗MnO2中加入酸性H2O2溶液,MnO2溶解生成Mn2+,有气体生成;
IV. 向III所得溶液(pH约为6)中缓慢滴加0.50 mol•L-1 Na2CO3溶液,过滤,得滤渣b,其主要成分为MnCO3;
V. 滤渣b经洗涤、干燥、灼烧,制得较纯的MnO2。
(1)Ι中Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为 。
(2)已知II的灼烧过程中同时发生反应:
MnO2(s) + C(s) ="==" MnO(s) + CO (g) △H = +24.4kJ • mol –1 ①
MnO2(s) + CO(g) ="==" MnO(s) + CO2(g) △H = -148.1 kJ • mol –1 ②
写出MnO2和C反应生成MnO和CO2的热化学方程式: 。
(3)H2O2分子中含有的化学键类型为 、 。
(4)III中MnO2溶解的离子方程式为 ,溶解一定量的MnO2,H2O2的实际消耗量比理论值高,用化学方程式解释原因: 。
(5)IV中,若改为“向0.50 mol•L-1 Na2CO3溶液中缓慢滴加III所得溶液”,滤渣b中会混有较多Mn(OH)2沉淀,解释其原因: 。
(6)V中MnCO3在空气中灼烧的化学方程式为 。
(14分)
(1)3Ag + 4HNO3="==" 3AgNO3+NO+ 2H2O
注:写“△”不扣分,写成离子方程式不扣分。
(2)2MnO2(s) + C(s) ="==" 2MnO(s) + CO2(g) △H = -123.7 kJ • mol -1
MnO2 |
△ |
题目分析:(1)Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为3Ag + 4HNO3="==" 3AgNO3+NO+ 2H2O
(2)根据盖斯定律目标方程式= ① +②,所以MnO2和C反应生成MnO和CO2的热化学方程式为2MnO2(s) + C(s) ="==" 2MnO(s) + CO2(g) △H = -123.7 kJ • mol -1
(3)过氧化氢是共价化合物,分子中含有极性共价键、非极性共价键;
(4)MnO2中加入酸性H2O2溶液,MnO2溶解生成Mn2+,有气体生成;锰元素的化合价降低,则过氧化氢中氧元素的化合价升高,所以该气体是氧气,离子方程式为MnO2 + H2O2 + 2H+ ="==" Mn2+ + O2 + 2H2O;因为过氧化氢在二氧化锰存在的条件下会发生分解反应,生成氧气和水,用化学方程式表示为
MnO2 |
△ |