1、填空题 (16分)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某化学研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量头铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已略去)。

请回答下列问题:
(1)上述流程脱硫实现了____(选填下列字母编号)。
A.废弃物的综合利用? B.白色污染的减少? C.酸雨的减少
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,其原因是_____。
(3)已知:25℃、101kpa时,Mn(s)+O2(g)=MnO2(s)? △H=-520kJ/mol
S(s)+O2(g)=SO2(g)? △H=-297kJ/mol
Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s)? △H=-1065kJ/mol
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是________________。
(4)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是
_? _。
(5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是______。
(6)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应。按照图示流程,将a m3(标准状况)含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆,若SO2的脱除率为89.6%,最终得到MnO2的质量为c kg,则除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰元素相当于MnO2___________kg。
参考答案:(1)A、C?(2)消耗溶液中的酸,促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀
(3)MnO2(s)+SO2(g) =MnSO4(s)? △H=-248kJ/mol
(4)Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+?(5)MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
(6)
本题解析:(1)白色污染主要是塑料等难降解的物质形成的,SO2能形成酸雨,因此脱硫实现了废弃物的综合利用,同时也减少了酸雨形成,即答案选AC。
(2)由于碳酸锰能消耗溶液中的酸,降低溶液的酸性,从而促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀。
(3)已知:热化学方程式①Mn(s)+O2(g)=MnO2(s)? △H=-520kJ/mol,②S(s)+O2(g)=SO2(g)?
△H=-297kJ/mol,③Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s)? △H=-1065kJ/mol,则根据盖斯定律可知③-(①+③)即得到SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式MnO2(s)+SO2(g) =MnSO4(s)? △H=-248kJ/mol。
(4)电解池中阳极失去电子发生氧化反应,则用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,因此阳极是锰离子放电,其阳极电极反应式是Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。
(5)原电池中负极失去电子,正极得到电子,因此碱性锌锰电池放电时,正极是二氧化锰得到电子,则电极反应式是MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-。
(6)实际参加反应的SO2的物质的量是
,根据方程式MnO2(s)+SO2(g) =MnSO4(s)可知生成硫酸镁的物质的量是0.4abmol。最终生成二氧化锰是c kg,则根据方程式3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2+K2SO4+2H2SO4可知,因此消耗硫酸锰的物质的量是
?mol,则除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰元素的物质的量是
mol-0.4abmol,相当于二氧化锰的质量是(
mol-0.4abmol)×87g/mol=(600c-34.8ab)g=
?kg
本题难度:一般
2、选择题 在1100℃,一定容积的密闭容器中发生反应:FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
△H="a" kJ/mol(a >0),该温度下K = 0.263,下列有关该反应的说法正确的是(?)
A.若生成1 mol Fe,则吸收的热量小于a kJ
B.若升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢,则化学平衡正向移动
C.若容器内压强不随时间变化,则可以判断该反应已达到化学平衡状态
D.达到化学平衡状态时,若c(CO)="0.100" mol/L,则c(CO2)="0.0263" mol/L
参考答案:D
本题解析:FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g) △H="a" kJ/mol(a >0),即该反应为吸热反应,所以若生成1 mol Fe,则吸收的热量为a kJ,故A错误;若升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大,知识正反应速率增大的程度大于逆反应速率,反应向正反应方向进行,所以B错误;该反应从开始反应时起,容器的压强就一直保持不变,所以容器内压强不随时间变化,不能用来判断反应已经达到平衡状态,故C错误;在该温度下K = 0.263,所以
K=c(CO2)/c(CO)=0.263,将c(CO)="0.100" mol/L代入可以得到c(CO2)="0.0263" mol/L,故D正确。
点评:本题考查了可逆反应、化学平衡、K的计算的知识,这些知识的是高考考查的重点,本题难度不大。
本题难度:简单
3、选择题 下列变化属于吸热反应的是(?)
①液态水气化;②将胆矾加热变为白色粉末;③浓硫酸稀释;④氯酸钾分解制氧气;⑤生石灰与水反应生成熟石灰;⑥水煤气反应;⑦二氧化碳与赤热的炭反应生成一氧化碳
A.①④⑤⑦
B.②③⑥
C.①②④⑦
D.②④⑥⑦
参考答案:D
本题解析:略
本题难度:一般
4、选择题 下列有关能量的判断或表示方法正确的是
A.从C(石墨)=C(金刚石)ΔH=1.9 kJ·mol-1,可知金刚石比石墨更稳定
B.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量更多
C.由H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则向含0.1 mol HCl的盐酸中加入4.0 gNaOH固体,放出热量等于5.73 kJ
D.2 gH2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
参考答案:D
本题解析:A.物质所含有的能量越低就越稳定。由于C(石墨)=C(金刚石)吸收能量,所以金刚石不如石墨更稳定。错误。B.等质量的硫蒸气比硫固体所含有的能量高,所以硫蒸汽完全燃烧,放出热量更多。错误。NaOH固体溶解于水会放出热量,所以向含0.1 mol HCl的盐酸中加入4.0 gNaOH固体,放出热量大于5.73 kJ。错误。D.2 gH2即1mol的氢气完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则2mol的氢气燃烧放出热量为571.6 kJ。所以其燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。正确。
本题难度:一般
5、选择题 下列说法正确的是?(? )
A.据能量守恒定律,反应物的总能量一定等于生成物的总能量
B.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
参考答案:C
本题解析:略
本题难度:一般