Question

【題目】錳的化合物是優良的催化劑，可用于干電池原料生產等．
（1）鋅錳干電池的反應為2MnO2+Zn+2NH4Cl=2MnO（OH）+Zn（NH3）2Cl2 ， MnO（OH）中錳元素的化合價為 ．
（2）向廢電池還原后的廢液（含有Mn2+、Fe2+、Zn2+等）中逐滴滴加Na2S溶液，最先生成的沉淀為（填化學式）．[已知Ksp（MnS）=1.4×10﹣15 ， Ksp（ZnS）=2.9×10﹣25 ， Ksp（FeS）=6.0×10﹣18]
（3）Mn2+催化H2O2分解：2H2O2（l）=2H2O（l）+O2（g）△H1 ， 其反應機理如圖：
①已知反應Ⅱ為MnO2（s）+H2O2（1）+2H+ （ aq）=Mn2+ （aq）+O2（g）+2H2O（1）△H2 ． 寫出反應 I的熱化學方程式（焓變用△H1和△H2表示）： ．
②某溫度時，向10mL0.4mol/L H2O2液中滴入1滴MnSO4發生分解：2H2O2=2H2O+O2 ， 測得不同時刻生成O2的體積（已折算為標準狀況下的體積）如表：

t/min	0	2	4	6
V（O2）mL	0	9.9	17.2	22.4

0～2min時反應速率比2～4min時的快，其原因是 ， 0～6min的平均反應速率v（H2O2）=（忽略溶液體積的變化）．
（4）錳基催化劑是合成甲醇、二甲醚的催化劑．已知：

反應	平衡常數KP
	773K	873K
Ⅰ．CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2（g）	19.4	0.803
Ⅱ．CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）	6.07×10-9	3.65×10-9

①反應I的正反應是（填“放熱”或“吸熱”）反應．
②反應Ⅱ的平衡常數表達式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）+3
（2）ZnS
（3）H2O2（1）+Mn2+（aq）=2H+（aq）+MnO2（s）△H=△H1﹣△H2；隨著反應的進行，H2O2濃度不斷減小，反應速率不斷減慢；3.3×10﹣2mol/（L?min）
（4）放熱；K=
【解析】解：（1）MnO（OH）中O元素的化合價為﹣2價，H元素的化合價為+1價，根據正負化合價的代數和為0，錳元素的化合價為+3價，所以答案是：+3；（2）因為Ksp（MnS）=1.4×10﹣15＞Ksp（FeS）=6.0×10﹣18＞Ksp（ZnS）=2.9×10﹣25 ， 向廢電池還原后的廢液（含有Mn2+、Fe2+、Zn2+等）中逐滴滴加Na2S溶液，最先生成溶解度最小的物質，最先生成的沉淀為ZnS，所以答案是：ZnS；（3）①轉化關系可知，過氧化氫和錳離子反應得到二氧化錳和氫離子，2H2O2（l）═2H2O（l）+O2（g）△H1①，MnO2（s）+H2O2（l）+2H+═Mn2+（aq）+O2（g）+2H2O（l）△H2 ， ②依據蓋斯定律①﹣②得到H2O2（l）+Mn2+（aq）═MnO2（s）+2H+（aq）△H=△H1﹣△H2所以答案是：H2O2（l）+Mn2+（aq）═MnO2（s）+2H+（aq）△H=△H1﹣△H2②0～2min產生的氧氣的物質的量n（O2）= =0.00044mol，n（H202）=2n（O2）=0.00088mol，v（H2O2）= ≈4.4×10﹣2mol/（Lmin），4～6min產生的氧氣的物質的量n（O2）= =2.3×10﹣4mol，n（H202）=2n（O2）=4.6×10﹣4mol，v（H202）= =2.3×10﹣2mol/Lmin，0～2min H2O2平均反應速率比4～6min快，原因為隨著反應的進行，H2O2濃度不斷減小，反應速率不斷減慢；0～6min產生的氧氣的物質的量n（O2）= =0.001mol，n（H202）=2n（O2）=0.002mol，v（H202）= ≈3.3×10﹣2mol/（Lmin），所以答案是：②隨著反應的進行，H2O2濃度不斷減小，反應速率不斷減慢；3.3×10﹣2mol/（Lmin）；（4）①溫度有773K升高到873K，平衡常數減小，表明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，說明正反應是放熱反應，所以答案是：放熱；②反應Ⅱ為CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），其平衡常數表達式為K= ，所以答案是：K= ．
【考點精析】通過靈活運用化學平衡的計算，掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%即可以解答此題．