Question

【題目】將廢舊鋅錳電池處理得到含錳混合物，既能減少它對環境的污染，又能實現廢電池的資源化利用。

Ⅰ. 回收二氯化錳：將廢舊鋅錳電池處理，得到含錳混合物，向該混合物加入濃鹽酸并加熱。

（1）寫出MnO（OH）與濃鹽酸反應的化學方程式：_________。

Ⅱ. 錳回收新方法：向含錳混合物加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不斷攪拌至無氣泡為止，其主要反應為：2MnOOH + MnO2 + 2H2C2O4 + 3H2SO4 == 3MnSO4 + 4CO2↑ + 6H2O

（2）與使用濃鹽酸回收錳相比，新方法的優點是_________（答1點即可）。

（3）欲以MnSO4溶液為原料制備MnCO3，選用的加料方式___________（填字母），原因是___________。

已知：Ksp（MnCO3）=2.3×10﹣11、Ksp[Mn（OH）2]=2.1×10﹣13

a. 將MnSO4溶液與Na2CO3溶液同時加入到反應容器中

b. 將MnSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應容器中

c. 將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有MnSO4溶液的反應容器中

d. 以上三種方式都無法得到MnCO3．

Ⅲ. 現以含錳混合物為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如圖l所示：

請回答下列問題：

（4）MnxZn1﹣xFe2O4中鐵元素化合價為+3，則錳元素的化合價為___________。

（5）活性鐵粉除汞時，鐵粉的作用是_________（填“氧化劑”或“還原劑”）。

（6）酸浸時，MnO2與H2SO4、H2O2反應的離子方程式為__________________。

（7）除汞是以氮氣為載氣吹入濾液中，帶出汞蒸氣經KMnO4溶液進行吸收而實現的。在恒溫下不同pH時，KMnO4溶液對Hg的單位時間去除率及主要產物如圖2所示：

①寫出pH=10時KMnO4溶液吸收汞蒸氣的離子方程式________________。

②在強酸性環境中汞的單位時間去除率高，其原因除氫離子濃度增大使KMnO4溶液的氧化性增強外，還可能是__________________。

Answer 1

【答案】（1）2MnO（OH）+6HCl2MnCl2+Cl2↑+4H2O（2分）

（2）反應過程無有毒有害物質生成，不造成二次污染；廢物資源化等（2分）

（3）c（1分）避免生成Mn（OH）2（2分）

（4）+2（1分）（5）還原劑（1分）

（6）MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O（2分）

（7）①3Hg+2MnO4-+4H2O=3Hg2++2MnO2+8OH-（2分）②Mn2+作了催化劑（2分）

【解析】

試題分析：（1）+4價的錳能把濃鹽酸氧化為氯氣，即MnO（OH）與濃鹽酸反應生成氯氣和氯化錳、水，其反應方程式為2MnO（OH）+6HCl2MnCl2+Cl2↑+4H2O；

（2）分析回收工藝的優點從可操作性、產品的純度、對環境的影響等方面分析，可知工藝流程簡單；生成CO2和H2O不影響MnSO4純度；反應過程無有毒有害物質生成，不造成二次污染；廢物資源化等；

（3）由Ksp（MnCO3）=2.3×10﹣11、Ksp[Mn（OH）2]=2.1×10﹣13計算可知，調節MnSO4溶液pH至6.0左右，緩慢滴入1Na2CO3溶液，酸性條件下生成MnCO3，而改為向 Na2CO3溶液中緩慢滴加Mn2+溶液，碳酸鈉溶液的堿性強，由Ksp可知，先生成Mn（OH）2，選用的加料方式為：將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有MnSO4溶液的反應容器中，碳酸鈉溶液的堿性強，避免先生成Mn（OH）2；

（4）設Mn元素的化合價為y，MnxZn1－xFe2O4中Fe元素為+3價，根據正負化合價的代數和為0，有yx+2（1-x）+3×2-2×4=0，解得y=2，故Mn元素的化合價為+2價；

（5）鐵粉具有還原性，能把汞離子還原為汞單質，所以鐵粉的作用是還原劑；

（6）酸浸時，MnO2與H2SO4、H2O2反應的離子方程式為MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2+ + O2↑+ 2H2O；

（7）①寫出pH=10時KMnO4溶液吸收汞蒸氣的離子方程式3Hg + 2MnO4- + 4H2O = 3Hg2+ + 2MnO2 + 8OH-；

②在強酸性環境中汞的單位時間去除率高，其原因除氫離子濃度增大使KMnO4溶液的氧化性增強外，還可能是Mn2+作了催化劑。