Question

锌锰废电池经处理后，生产并回收硫酸锌及碳酸锰，其中生产工业级碳酸锰工艺如下：

试回答下列问题：

(1)锰在元素周期表中位于第________周期，第________族。

(2)步骤1和步骤2是将MnO2转化为MnO并溶于硫酸，其中步骤2中的氢气，是另一个流程产生的副产品，请写出产生氢气的反应方程式__________________________。

(3)步骤3和步骤4都是除杂质。

①X是一种“绿色”氧化剂，则X是________(填化学式)。

②步骤3是除去杂质Fe2＋。请用文字和必要的方程式简述除去Fe2＋的方法(已知三种离子沉淀的pH范围为Fe3＋：2.7～3.7，Mn2＋：8.6～10.1，Fe2＋：7.6～9.6)_________________________________________________________。

③步骤4中主要反应方程式为：MeSO4＋BaS=MeS↓＋BaSO4↓(Me主要为Pb、Cd、Hg等)，则其除去杂质的原理是_________________________________________________。

(4)已知进行步骤5的操作时，溶液3(主要成分为MnSO4)会产生大量无色无味的气泡，则步骤5反应的化学方程式为_______________________________________。

 

Answer 1

(1)四　ⅦB

(2)Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑

(3)①H2O2　②在酸性条件下加入双氧水，将Fe2＋氧化成Fe3＋、2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，调节pH至3.7～8.6，使Fe3＋沉淀完全，Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3＋3H＋　③以BaS为沉淀剂，使Pb2＋、Cd2＋、Hg＋等金属离子，生成更难溶的硫化物而除去

(4)MnSO4＋2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋MnCO3↓＋H2O＋CO2↑

【解析】(2)废电池回收硫酸锌和碳酸锰，故另一个工艺是制取硫酸锌，锌皮与稀硫酸反应生成氢气：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑

(3)①具有强氧化性的“绿色”氧化剂，显然是H2O2，它的加入也不会引入新的杂质。②由题给的三种离子沉淀pH可知，为除去Fe2＋、Fe3＋，应将Fe2＋先氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH在3.7～8.6之间，以便除净Fe3＋而不损失Mn2＋。③难溶电解质有生成更难溶电解质的趋势，故利用沉淀的转化实现了除去Pb2＋、Cd2＋、Hg＋。

(4)根据气体是无色无味，可知该气体是CO2，故该反应的化学方程式为MnSO4＋2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。