Question

二氧化锰在生产、生活中有广泛应用。

（1）锌—锰碱性电池广泛应用于日常生活。电池的总反应式为

Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH(s)。

该电池的正极反应式为                        。

（2）某学习小组拟以废旧干电池为原料制取锰，简易流程如下：

①加入浓盐酸溶于废旧电池内黑色物质过程中保持通风，其原因是              。

②从产品纯度、环保等角度考虑，X宜选择              （填代号）。

A．焦炭    B．铝      C．氢气    D．一氧化碳

③写出碳酸锰在空气中灼烧生成四氧化三锰的化学方程式                 。

（3）电解硫酸锰溶液法制锰又叫湿法冶锰。以菱锰矿（主要成份是MnCO3，主要杂质是Fe2+、Co2+、Ni2+）为原料制备锰的工艺流程如下：

已知：NiS 、CoS均难溶于水。部分氢氧化物的pH如下表：（若某离子浓度小于等于105mol·L1，则认为完全沉淀）

物质	Fe(OH)2	Ni(OH)2	Co(OH)2	Mn(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀pH	7.5	7.7	7.6	8.3	2.7
完全沉淀pH	9.7	8.4	8.2	9.8	3.8

①用离子方程式表示加入二氧化锰的作用                   。

②加入氨水调节浸出槽中溶液的pH范围：                  。

③弃渣B可能含有的物质为                  。

④电解槽阴极的电极反应式为                             。

Answer 1

【答案】

（1）MnO2＋H2O＋e＝MnOOH＋OH（2分）

（2）①二氧化锰与浓盐酸反应会产生有毒的氯气（2分）② C（1分）

③ 6MnCO3＋O22Mn3O4＋6CO2（3分）

（3）①MnO2＋4H＋2Fe2＝2Fe3+＋Mn2+＋2H2O（2分）

②3.8≤pH＜8.3（2分）

③NiS、CoS（2分）

④Mn2+＋2e＝Mn（2分）

【解析】

（1）根据电池反应式直接写出正极反应式，或写出负极反应式：Zn－2e＋2OH＝Zn(OH)2；

电池反应式减去负极反应式得正极反应式MnO2＋H2O＋e＝MnOOH＋OH。

（2）①浓盐酸与二氧化锰反应产生氯气，氯气是有毒气体。故用浓盐酸溶解二氧化锰时要保持通风，避免中毒。②焦炭、铝还原四氧化三锰时产品中混有固体杂质，CO有毒，易污染环境。宜用氢气还原四氧化三锰。③碳酸锰在空气中灼烧时有氧气参与反应。

（3）①根据几种离子沉淀的pH数据知，氢氧化亚铁沉淀过程中，氢氧化锰已开始沉淀，因此，要将亚铁离子转化成铁离子。②在此pH范围内Co2+、Ni2+可能没有完全沉淀，加入硫化铵溶液用于沉淀多余Co2+、Ni2+。用惰性电极材料电解硫酸锰溶液时，阴极上锰离子发生还原反应，阳极上发生氧化反应：2H2O －4e＝4H+＋O2↑，阳极区生成了硫酸，硫酸循环使用。