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废旧锌锰电池回收处理,既能减少它对环境的污染,又能实现废电池的资源化利用.
(1)回收二氯化锰.将废旧锌锰电池处理,得到含锰混合物,向该混合物加入浓盐酸并加热,试写出MnO(OH)与浓盐酸反应的化学方程式:
2MnO(OH)+6HCl
  △  
.
 
2MnCl2+Cl2↑+4H2O
2MnO(OH)+6HCl
  △  
.
 
2MnCl2+Cl2↑+4H2O

(2)萃取法回收锰离子.实验室萃取操作中使用的玻璃仪器是
分液漏斗
分液漏斗

(3)制备锰锌铁氧体.锰锌铁氧体可用作隐形飞机吸收雷达波的涂料.一种以锌锰废电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如图1:

①除汞时,铁粉的作用是
还原剂
还原剂
(填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”).在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率的影响及主要产物如图2.
②据图说明pH对Hg吸收率的影响规律
随pH的升高汞的吸收率先降低后增加
随pH的升高汞的吸收率先降低后增加

③在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是
KMnO4在酸性条件下氧化性强
KMnO4在酸性条件下氧化性强

(4)锰回收新方法.向含锰混合物加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止.其主要反应为:
2MnO(OH)+MnO2+2H 2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O,
①每1molMnO2参加反应时,共有
4
4
mol电子发生转移.
②新方法的优点是
工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度;反应过程无有毒有害物质生
成,不造成二次污染;废物资源化等
工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度;反应过程无有毒有害物质生
成,不造成二次污染;废物资源化等
(答1点即可).
分析:(1)+4价的锰能把浓盐酸氧化为氯气;
(2)根据萃取的操作分析;
(3)①利用铁粉把Hg还原出来;
②根据图象分析;
③根据影响KMnO4氧化性的条件分析;
(4)①根据氧化还原反应方程中得失电子守恒分析;
②分析回收工艺的优点从可操作性、产品的纯度、对环境的影响等方面分析.
解答:解:(1)+4价的锰能把浓盐酸氧化为氯气,即MnO(OH)与浓盐酸反应生成氯气和氯化锰、水,其反应方程式为:2MnO(OH)+6HCl
  △  
.
 
2MnCl2+Cl2↑+4H2O,故答案为:2MnO(OH)+6HCl
  △  
.
 
2MnCl2+Cl2↑+4H2O;
(2)根据萃取的操作可知,萃取操作中使用的玻璃仪器是分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(3)①铁粉具有还原性,能把汞离子还原为汞单质,所以铁粉的作用是还原剂,故答案为:还原剂;
②由图象可知,汞的吸收率随着PH的增大先降低后增加,故答案为:随pH的升高汞的吸收率先降低后增加;
③在中性或碱性条件下KMnO4氧化性较低,而酸性条件下氧化性较强,所以作氧化剂时一般用酸性高锰酸钾溶液,故答案为:KMnO4在酸性条件下氧化性强;
(4)①已知2MnO(OH)+MnO2+2H 2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O,MnO2~2H 2C2O4~4CO2,碳元素从+3价升高到+4,转移1个电子,当生成4molCO2时转移4mol电子,所以1molMnO2参加反应时生成4molCO2,转移4mol电子,故答案为:4;
②分析回收工艺的优点从可操作性、产品的纯度、对环境的影响等方面分析,可知工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度;反应过程无有毒有害物质生
成,不造成二次污染;废物资源化等,
故答案为:工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度;反应过程无有毒有害物质生成,不造成二次污染;废物资源化等.
点评:本题考查了工业上回收金属锰的操作流程,题目难度中等,注意对图象的分析.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境.某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料,将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4?7H2O,含锰部分转化成纯度较高的MnO2,将NH4Cl溶液应用于化肥生产中,实验流程如下:

(1)操作②中所用的加热仪器应选
坩埚
坩埚
(填“蒸发皿”或“坩埚”).
(2)将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+ 沉淀,请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式:
Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

(3)操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+.已知25℃时,一些数据见下表:
NH3?H2O的Kb Zn 2+完全沉淀的pH Zn(OH)2溶于碱的pH
1.8×10-5 8.9 >11
由上表数据分析应调节溶液pH最好为
a
a
(填字母).
a.9     b.10     c.11
(4)MnO2精处理的主要步骤:
步骤1:用3%H2O2和6.0mol?L-1的H2SO4的混合液将粗MnO2溶解,加热除去过量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+ ).反应生成MnSO4的离子方程式为
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2

步骤2:冷却至室温,滴加10%氨水调节pH为6,使Fe 3+ 沉淀完全,再加活性炭搅拌,抽滤.加活性炭的作用是
吸附聚沉,有利于氢氧化铁形成较大沉淀颗粒
吸附聚沉,有利于氢氧化铁形成较大沉淀颗粒

步骤3:向滤液中滴加0.5mol?L-1的Na2CO3溶液,调节pH至7,滤出沉淀、洗涤、干燥,并在空气中灼烧至黑褐色,生成MnO2.灼烧过程中反应的化学方程式为
2MnCO3+O2
  △  
.
 
2MnO2+2CO2
2MnCO3+O2
  △  
.
 
2MnO2+2CO2

(5)查文献可知,粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固体.
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol?L-1、体积相等和最佳浸泡时间下,浸泡温度对MnCO3产率的影响如图1,由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在
60
60
℃左右.
②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下,酸的浓度对MnCO3产率的影响如图2,由图看出硝酸的最佳浓度应选择
6
6
mol?L-1左右.

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科目:高中化学 来源: 题型:

回收的废旧锌锰于电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、氯化铵和黑炭等),由锰粉制取MnO2的步骤如图所示.
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根据如图所示步骤并参考表格数据,回答下列问题.
生成氢氧化物沉淀的pH
物质 开始沉淀 沉淀完全
Fe(OH)2 2.7 3.7
Fe(OH)2 7.6 9.6
Mn(OH)2 8.3 9.8
(1)在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉,所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等.MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为
 

(2)锰粉经浓盐酸浸取,过滤I除去不溶杂质后,向滤液中加入足量H2O2溶液,其作用是
 

(3)过滤Ⅰ所得滤液经氧化后,需加入NaOH溶液调节pH约为5.1,其目的是
 

(4)过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9,使Mn2+氧化得到MnO2,反应的离子方程式为
 

(5)实验室进行过滤操作时.需要用到的玻璃仪器有
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

回收的废旧锌锰于电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等),由锰粉制取MnO2的步骤如图所示.精英家教网
根据上图所示步骤并参考表格数据,回答下列问题.
物 质 开始沉淀 沉淀完全
Fe(OH)3 2.7 3.7
Fe(OH)2 7.6 9.6
Mn(OH)2 8.3 9.8
(1)在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉,所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等.MnO2与浓盐酸反应的离子方程式:
 

(2)酸浸时,浸出时间对锰浸出率的影响如下图所示,工业采用的是浸取60min,其可能原因是
 

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(3)锰粉经浓盐酸浸取,过滤I除去不溶杂质后,向滤液中加入足量H2O2溶液,其作用是
 

(4)过滤I所得滤液经氧化后,需加入NaOH溶液调节pH约为5.1,其目的是
 

(5)过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9,使Mn2+氧化得到MnO2,反应的离子方程式为
 

(6)工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4.主要生产过程分两步进行:
第一步将MnO2和固体KOH粉碎,混合均匀,在空气中加热至熔化,并连续搅拌以制取K2MnO4;第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4
①第一步反应的化学方程式为
 

②电解K2MnO4的浓溶液时,电解池中阴极的实验现象为
 

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年江苏省泰州市高三上学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:实验题

废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料,将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4·7H2O,含锰部分转化成纯度较高的MnO2,将NH4Cl溶液应用于化肥生产中,实验流程如下:

(1)操作②中所用的加热仪器应选           (选填“蒸发皿”或“坩埚”)。

(2)将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀,请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式                        

(3)操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+。已知25℃时,

NH3·H2O的Kb

Zn2+完全沉淀的pH

Zn(OH)2溶于碱的pH

1.8×105

8.9

>11

 

由上表数据分析应调节溶液pH最好为             (填序号)。

a.9                 b.10               c.11

(4) MnO2精处理的主要步骤:

步骤1:用3%H2O2和6.0mol/L的H2SO4的混和液将粗MnO2溶解,加热除去过量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+)。反应生成MnSO4的离子方程式为              

步骤2:冷却至室温,滴加10%氨水调节pH为6,使Fe3+沉淀完全,再加活性炭搅拌,抽滤。加活性炭的作用是                         

步骤3:向滤液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液,调节pH至7,滤出沉淀、洗涤、干燥,灼烧至黑褐色,生成MnO2。灼烧过程中反应的化学方程式为               

(5) 查文献可知,粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固体。

①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下,浸泡温度对MnCO3产率的影响如图4,由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在          ℃左右;

②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下,酸的浓度对MnCO3产率的影响如图5,由图看出硝酸的最佳浓度应选择             mol/L左右。

 

 

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