Question

（14分）锌锰废电池可用于生产硫酸锌及碳酸锰，其工艺流程分为预处理、硫酸锌生产线、碳酸锰生产线三部分。其中生产碳酸锰的工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）锌锰废电池的回收工艺中，从循环生产角度考虑，上述氢气的来源可以是________。
（2）原料锰粉粗品的主要成分为MnO₂和碳，焙烧时一部分MnO₂被还原，另一部
分被碳还原，MnO₂被还原为一氧化锰。已知：

写出C(s)被MnO₂(s)氧化为CO(g)的热化学方程式：________。
（3）50-55时，向MnSO₄的母液中加入足量NH₄HCO₃，反应的化学方程式为MnSO₄^＋

（4）已知三种离子沉淀时的pH范围：Fe³⁺：2.7~3.7，Mn²⁺：8.6~10.1，Fe²⁺：7.6~9.6。步骤②中除去的方法是先在酸性条件下加入_________,将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，然后再将pH调至_______，使Fe^3＋沉淀完全。
（5）产品MnCO₃溶于硫酸得硫酸锰溶液，电解该溶液可得二氧化锰，写出阳极的电极反应式：_____________。

Answer 1

28.（14分）（1）用电池外壳锌皮与硫酸作用生产硫酸锌时的副产物（2分）
（2）MnO₂(s)+C(s) = MnO(s)+CO(g)  △H=+54.2kJ·mol^-1 （3分）
（3）1； MnCO₃↓；1；H₂O；1；CO₂↑（全对给2分）
（4）H₂O₂（或其他氧化剂）（2分）；    3.7~8.6（2分）
（5）Mn²⁺+ 2 H₂O -2e^-= MnO₂ +4H⁺(3分)

试题分析：（1）该流程中用硫酸浸取的时候可以生成氢气；（2）两个方程式相加再除以2得到所求的方程式，两个△H相加除以2即得反应的△H；（3）该流程的目的是制取碳酸锰，分析反应物相互交换成分后除生成碳酸锰之外，还会生成二氧化碳和水；（4）将
Fe^2＋氧化为Fe^3＋，加入氧化剂，还不能引入新的杂质，故需加入双氧水，还原为水，不引入新的杂质，控制pH使铁离子转化为沉淀，锰离子不能转化为沉淀，故需控制pH为3.7~8.6；（5）硫酸锰溶液中的锰离子转化为二氧化锰发生氧化反应，在阳极上发生，故阳极反应为锰离子失去电子结合水中的氧生成二氧化锰和氢离子。