回答下列问题：
(1)还原焙烧过程中， MnOOH与炭黑反应，锰元素被还原为MnO，该反应的化学方程式为___________。传统的工艺是使用浓盐酸在加热条件下直接处理废料，缺点是___________。
(2)酸漫时一般会适当加热并不断搅拌，其作用是___________，滤渣1和滤渣2主要成分的化学式依次是___________。
(3)净化时，先通入O2再加入MnCO3，其目的是___________；已知净化时溶液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1mol·L－1，调节pH的合理范围是___________。 (4)电解制取MnO2时，MnO2在___________极产生。
(5)中科院研究人员将MnO2和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池，该电池可将软饮料中的葡萄糖作为燃料获得能量，装置如图所示。此装置中b极的电极反应式为______________________。
【答案】 (1). （1）2MnOOH+C
2MnO+CO↑+H2O↑ (2). 反应过程中产生
氯气，造成环境污染 (3). 加快酸浸时的反应速率 (4). C、 Fe(OH)3 (5). 先将Fe2+氧化成Fe3+，再调节pH使Fe3+沉淀完全 (6). 3≤pH<5.5 (7). 阳 (8). C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+ 【解析】 【分析】
废料中加入过量的炭黑，还原焙烧，锰元素变成二价锰离子，酸浸时得到锰离子、锌离子和亚铁离子，过量的碳黑不溶于酸，过滤变成滤渣1，溶液中需要除去亚铁离子，利
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用表格数据，应将亚铁离子氧化为铁离子以氢氧化铁沉淀形成分离除去，但是需要注意二价锰离子在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化，所以应先通入氧气，后加入碳酸锰调节溶液的pH值并控制二价锰离子不被氧化。最后通过电解，锌离子得到电子在阴极生成锌，二价锰离子在阳极失去电子生成二氧化锰。
【详解】（1）MnOOH与炭黑反应，锰元素被还原为MnO ，因为碳过量时生成一氧化碳，方程式为：2MnOOH+C 气，造成环境污染。
（2）加热和搅拌都可以加快酸浸时的反应速率，碳不溶于水或酸，所以滤渣1为碳，溶液中通入氧气和加入碳酸锰，使铁元素变成Fe(OH)3沉淀而分离。
（3）实验过程中需要将亚铁离子氧化并沉淀，但不能将锰元素氧化和沉淀，因为二价锰在酸性条件下很稳定，所以先通入氧气，先将Fe2+氧化成Fe3+，再调节pH使Fe3+沉淀完全，当铁离子浓度小于或等于10-5mol/L时认为完全沉淀，假设此时溶液中的氢氧根离子浓度为xmol/L，则有10-5×x3=10-38，解x=10-11mol/L，则溶液的pH为3，溶液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1mol·L－1，形成Mn(OH)2沉淀时的氢氧根离子浓度为ymol/L，则有0.1×y2=10-13，形成Zn (OH)2沉淀时的氢氧根离子浓度为zmol/L，0.1×z2=10-17，y=10-6 mol/L，z=10-8 mol/L，对应的pH分别为8和6，且Mn2+在pH高于5.5时易被O2氧化，所以应调节pH范围为3≤pH<5.5。
（4）电解过程中锰元素化合价升高，在阳极生成二氧化锰。
（5）二氧化锰做氧化剂，得到电子，在正极反应，则葡萄糖失去电子，电极反应为：C6H12O6-2e-=C6H10O6+2H+。
10.肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂，回答下列问题：
(1)T℃时，将一定量的NO2或N2O4充入一个容积为2L的恒容密闭容器中，发生反应2NO2(g)
N2O4(g)，保持温度不变，各物质的浓度随时间变化关系如下表：
2MnO+CO↑+H2O↑，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯
①c(Y)代表___________(填化学式)的浓度，20～40s内，用NO2表示的化学反应速率为
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___________。
②该反应的平衡常数K=___________。 ③60s时容器内混合气体的密度为_____g·L－1。
④100s时改变的条件是___________，重新达到平衡时，与原平衡比较，NO2的体积分数将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)①已知2N2H4(g)+N2O4(g)键能如表所示。
使 1molN2O4(g)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是___________kJ(用代数式表示)
3N2(g)+4H2O(g) △H=－QkJ·mol－1，相关化学键的
②相同温度下，向Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个恒压密闭容器中均充入1molN2H4(g)和1molN2O4(g)，三个容器的反应压强分别为p1、p2、p3。在其它条件相同的情况下，反应进行到tmin时，N2的体积分数如图所示，此时容器I___________(填“处于”或“不处于”)化学平衡状态，原因是___________。
【答案】 (1). N2O4 (2). 1.5×10-3mol/L (3).
L/mol (4). 9.2 (5). 加入
0.16molNO2 (6). 减小 (7). 3c+8d-8a-2b-Q (8). 不处于 (9). p1 根据反应中二氧化氮和四氧化二氮的比例关系确定Y为四氧化二氮，根据表格数据分析，反应进行到60秒时到平衡，通过平衡常数计算公式算平衡常数。在100秒时二氧化氮的 11 物质的量浓度增大，四氧化二氮的物质的量浓度不变，所以应是加入一定量的二氧化氮，加入二氧化氮相当于加压，平衡向四氧化二氮的方向进行，二氧化氮的体积分数减小。根据反应热等于反应物的键能总和-生成物的键能总和进行分析。根据方程式分析，压强增大，平衡逆向移动，氮气的体积分数减小。 【详解】（1）①通过表格分析，前20秒，X改变了0.080mol/L，而Y改变了(0.100-0.060)mol/L=0.040mol/L，说明Y为N2O4；20～40s内，用NO2表示的化学反应速率为为 mol/(L·s)=1.5×10-3mol/(L·s)； ②反应2NO2(g) NO4(g)的平衡常数 =L/mol ；③容器的体积不变，全为气体，所以密度不变，混合气体的密度=0.100 ×92=9.2 g·L－1； ④从表格分析，100s时加入（0.200-0.120）×2mol=0.16molNO2，体系相当于加压，平衡向正向移动，二氧化氮的体积分数减小； （2）①假设使 1molN2O4(g)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量为x，则有△H=－Q=2(4a+b) +x-3c-8d，x= 3c+8d-8a-2b-Q； ②根据方程式分析，压强越小，平衡时氮气的含量越大，容器I压强最小，反应速率最慢，若达平衡，氮气的百分含量应该最大，图像与此不符。 (二)选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。 11.铜是人类最早发现并广泛使用的一种金属。向硫酸铜溶液中逐滴滴加稀氨水，产生蓝色沉淀：继续滴加稀氨水，沉淀溶解，溶液最终变为深蓝色：再向深蓝色溶液中加入无水乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O。回答下列问题： (1)基态Cu原子中，电子在核外排布的原子轨道共有________个。 (2)N、O、S元素的原子对键合电子吸引力最大的是_________。 (3)[Cu(NH3)4]2+中，提供孤对电子的是________。Cu(NH3)2Cl2有两种同分异构体，其中一种可溶于水，则此种化合物是________(填“极性”或“非极性”)分子，由此推知[Cu(NH3)4]2+的空间构型是________。 (4)NH3中N原子的杂化方式是_________，乙醇分子中采用同样杂化方式的原子有 12
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