Question

锰锌铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。现以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：

(1)酸浸时，二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为_______。
(2)活性铁粉除汞时，铁粉的作用是______ (填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”）。
(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经KMnO₄溶液进行吸收而实现的。如下图是KMnO₄溶液处于不同pH时对应的Hg去除率变化图，图中物质为Hg与 MnO₄^-在该pH范围内的主要产物。

①请根据该图给出pH对汞去除率影响的变化规律：______。
②试猜想在强酸性环境下汞的单位时间去除率高的原因：______。
(4)当x＝0.2时，所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强，试用氧化物的形式表示该铁氧体组成____________。
(5)经测定滤液成分后同时加入一定量的MnSO₄和铁粉的目的是______。

Answer 1

（15分）（1）MnO₂ + H₂O₂ + H₂SO₄＝MnSO₄ +O₂↑ + 2H₂O（3分）（2）还原剂（2分）
（3）①随pH的升高汞的去除率先降低后增加（2分）
②Mn²⁺具有催化作用，单位时间内去除率高（2分）
（4）MnO·4ZnO·5Fe₂O₃（3分）
（5）调节滤液离子的成分，符合水热后获得锰锌铁氧化体组成（3分）

试题分析：（1）二氧化锰被双氧水还原，说明二氧化锰是氧化剂，得到电子。双氧水是还原剂失去电子，其氧化产物是氧气，所以反应的化学方程式为MnO₂ + H₂O₂ + H₂SO₄＝MnSO₄ +O₂↑ + 2H₂O。
（2）铁是活泼的金属，所以活性铁粉除汞时，铁粉的作用是还原剂。
（3）①根据图像可知，随着pH的升高汞的去除率先降低后增加。
②根据图像可知，在强酸性条件下，MnO₄^－的还原产物是Mn^2＋，Mn²⁺具有催化作用，所以单位时间内去除率高。
（4）当x＝0.2时，该物质的化学式可表示为Mn_0.2Zn_0.8Fe₂O₄，即Mn、Zn、Fe的原子个数之比＝1:4:10，所以用氧化物形式可表示为MnO·4ZnO·5Fe₂O₃。
（5）根据锰锌铁氧化体组成可知，加入一定量的MnSO₄和铁粉可以调节滤液离子的成分，使其符合水热后获得锰锌铁氧化体组成