Question

【題目】以廢舊鋅錳電池初步處理分選出的廢料（含MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）為原料制備MnO2，實現錳的再生利用。其工藝流程如下：

已知：①Mn2+在酸性條件下比較穩定，pH高于5.5時易被O2氧化。

②金屬離子（起始濃度為0.1 mol·L-1）生成氫氧化物沉淀的pH

	Mn（OH）2	Pb（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀時	8.1	6.5	1.9
完全沉淀時	10.1	8.5	3.2

回答下列問題：

（1）酸浸過程中MnO2與濃鹽酸反應的離子方程式為_____________________________。

（2）濾液①中鐵以Fe3+存在，Fe2+轉化為Fe3+過程中，可能發生反應的離子方程式為____________________（寫出1種即可）。

（3）除鐵的方法是：向濾液①中加MnCO3調節溶液pH，其范圍是______________________；過濾得濾液②。

（4）將濾液③轉化為MnO2的方法常用氧化法和電解法。

①氧化法的具體做法是向所得溶液中加入酸化的NaC1O3將Mn2+氧化為MnO2，該反應的離子方程式為_____________________________________。

②電解法生成MnO2的電極反應式為_________________。

Answer 1

【答案】 MnO2 +4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O MnO2+4H++2Fe2+=Mn2+ +2Fe3++2H2O或2Fe2++C12=2Fe3++2Cl-或4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 3.2-6.5 3Mn2++ ClO3-+3H2O=3MnO2+Cl-+6H+ Mn2+-2e-+2 H2O= MnO2+4H+

【解析】本題為無機工藝流程，涉及元素及其化合物知識，綜合程度高，重點考查化學方程式和離子方程式的書寫。（1）酸浸過程中MnO2與濃鹽酸在加熱的條件下反應生成氯化錳、氯氣和水，其離子方程式為MnO2 +4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；（2）因濾液①中鐵以Fe3+存在，而Fe與鹽酸反應生成Fe2+，因此Fe2+可能被二氧化錳或氯氣或空氣的氧氣氧化為Fe3+，故其離子方程式為：MnO2+4H++2Fe2+=Mn2+ +2Fe3++2H2O或2Fe2++C12=2Fe3++2Cl-或4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；（3）根據金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH，Fe3+完全沉淀的pH為3.2，結合信息①Mn2+在酸性條件下比較穩定，pH高于6.5時易被O2氧化，故向濾液①中加MnCO3調節溶液pH，其范圍是3.2-6.5；（4）①氧化法的具體做法是向所得溶液中加入酸化的NaC1O3將Mn2+氧化為MnO2，C1O3—被還原為Cl—，其離子方程式為：3Mn2++ ClO3-+3H2O=3MnO2+Cl-+6H+；②若用電解法，則Mn2+→MnO2在陽極反應，其電極反應式為：Mn2+-2e-+2 H2O= MnO2+4H+。