Question

锰锌铁氧体是应用广泛的高性能磁性材料。现以akg废旧碱性锌锰电池为原料（含锰元素的物质：MnO₂占b%，MnOOH占c%）制备锰锌铁氧体，主要流程如下：

（1）酸浸废电池时，被溶解生成Zn²⁺的物质有       ，SO₂的作用是      （填字母编号）。

A. 漂白剂         B. 沉淀剂          C. 氧化剂         D. 还原剂

（2）除汞是以氮气为载体吹入滤液带出汞蒸汽，经KMnO₄溶液吸收而实现的。如图是KMnO₄溶液处于不同pH时对应的单位时间Hg去除率变化图，图中物质为Hg与MnO₄^-在该pH范围反应的主要产物。

①pH＜6时反应的离子方程式为___________。

②汞的去除速率随pH变化的规律是_________。

（3）锌锰干电池中MnO₂可以用碳酸锰在空气中煅烧制得。

已知25℃，101 kPa时：2MnO(s)＋O₂(g)==2MnO₂(s)  ∆H＝-272.0 kJ/mol

MnCO₃(s)==MnO(s)＋CO₂(g)  ∆H＝+116.6 kJ/mol

碳酸锰在空气中煅烧反应生成MnO₂的热化学方程式是                。

（4）x＝0.2的锰锌铁氧体具有较高的饱和磁场强度，该锰锌铁氧体的组成用氧化物形式（最简整数比）表示为             。若制得这种锰锌铁氧体的质量为100 kg，在制取过程中不考虑损耗，需补充硫酸锰晶体（MnSO₄·H₂O）          kg。（只列出计算式）

Answer

（1）Zn、Zn(OH)2 D

（2）①2MnO4-＋5Hg＋16H+==2Mn2+＋5Hg2+＋8H2O②随pH增大，汞的去除速率先减小后增大

（3）2MnCO3(s)＋O2(g)==2MnO2(s)＋2CO2(g) ∆H＝-38.8 kJ/mol

（4）MnO·4ZnO·5Fe2O3 169×(－－)

【解析】

试题分析：（1）锌锰电池中含有锌的物质有Zn、Zn(OH)2，可以与酸反应生成锌离子；SO2在此作了还原剂。

（2）①据图得pH＜6时主要以Mn2+和Hg2+存在，故反应：2MnO4-＋5Hg＋16H+==2Mn2+＋5Hg2+＋8H2O；②据图像得随pH增大，汞的去除速率先减小后增大。

（3）已知25℃，101 kPa时：①2MnO(s)＋O2(g)==2MnO2(s) ∆H1＝-272.0 kJ/mol②MnCO3(s)==MnO(s)＋CO2(g) ∆H2＝+116.6 kJ/mol碳酸锰在空气中煅烧反应生成MnO2的化学方程式是2MnCO3(s)＋O2(g)==2MnO2(s)＋2CO2(g) ∆H3，据盖斯定律∆H3=∆H1+2∆H2＝-38.8 kJ/mol。

（4）x＝0.2时，锰锌铁氧体的化学式为Mn0.2Zn0.8Fe2O4，化为整数关系为Mn1Zn4Fe10O20，写成氧化物形式：MnO·4ZnO·5Fe2O3；据题意aKg电池中Mn的物质的量=+，100 kg锰锌铁氧体中Mn的物质的量为100/1195=, 需补充硫酸锰晶体（MnSO4·H2O）物质的量= -（+），质量=169×(－－) kg。

考点：考查无机实验及相关计算