10.化學(xué)工業(yè)中Mn可用作氧化劑、助燃劑、活性電極材料、催化劑、油漆和油墨的干燥劑等,碳酸錳礦可作為制備MnO
2原料
(1)已知25℃,101kPa時(shí)有如下的三個(gè)熱化學(xué)方程式
①M(fèi)nCO
3(s)?MnO(s)+CO
2(g)ΔH
1=+116 6kJ/mol
②2MnO(s)+O
2(g)?2MnO
2(s)ΔH
2=-272.0kJ/mol
③2MnCO
3(s)+O
2(g)?2MnO
2(s)+2CO
2(g)ΔH
3則ΔH
3=
;反應(yīng)②在
條件下(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)能自
發(fā)進(jìn)行。
(2)在密閉容器中投入足量的 MnCO
3,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):MnCO
3(s)?MnO(s)+CO
2(g)ΔH
1=+116.6kJ/mol。一定溫度下,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)p(CO
2)=bMPa
①溫度、壓強(qiáng)對(duì)碳酸錳平衡分解率的影響如圖1所示。圖中Y
1
Y
2(填“>”、“<”或“=”)。
②保持溫度不變,將體積擴(kuò)大至原來(lái)的3倍,則容器內(nèi)壓強(qiáng)p(CO
2)的變化范圍為
。
③若溫度不變,將容器體積壓縮至原來(lái)的一半,達(dá)到新平衡時(shí),與原平衡狀態(tài)相比,下列物理量一定不變的是
(填字母)
A.CO
2的質(zhì)量 B.MnCO
3的質(zhì)量 C.MnCO
3的分解率
D.化學(xué)平衡常數(shù) E.CO
2的物質(zhì)的量濃度
(3)在4L恒容密閉容器中,充入足量的MnCO
3(s)和a molO
2(g),在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):
MnCO
3(s)+O
2(g)?2MnO
2(s)+2CO
2(g),經(jīng)過(guò)5min該反應(yīng)剛好達(dá)到平衡狀態(tài),且該段時(shí)間內(nèi)CO
2的化學(xué)反應(yīng)速率為0.2mol?L
-1?min
-1若該條件該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.5,則a=
。
(4)現(xiàn)以鉛蓄電池為電源,用石墨為電極,電解MnSO
4和H
2SO
4混合液來(lái)制備MnO
2,裝置如圖2所示,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為
,當(dāng)蓄電池中有2mol H
+被消耗時(shí),則理論上能生成MnO
2
g