Question

将废旧锌锰电池处理得到含锰混合物，既能减少它对环境的污染，又能实现废电池的资源化利用。

Ⅰ. 回收二氯化锰：将废旧锌锰电池处理，得到含锰混合物，向该混合物加入浓盐酸并加热。

（1）写出MnO（OH）与浓盐酸反应的化学方程式：_________。

Ⅱ. 锰回收新方法：向含锰混合物加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止，其主要反应为：2MnOOH + MnO₂ + 2H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ == 3MnSO₄ + 4CO₂↑ + 6H₂O

（2）与使用浓盐酸回收锰相比，新方法的优点是_________（答1点即可）。

（3）欲以MnSO₄溶液为原料制备MnCO₃，选用的加料方式___________（填字母），原因是___________。

已知：K_sp（MnCO₃）=2.3×10^﹣11、K_sp[Mn（OH）₂]=2.1×10^﹣13

a. 将MnSO₄溶液与Na₂CO₃溶液同时加入到反应容器中

b. 将MnSO₄溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中

c. 将Na₂CO₃溶液缓慢加入到盛有MnSO₄溶液的反应容器中

d. 以上三种方式都无法得到MnCO₃．

Ⅲ. 现以含锰混合物为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如图l所示：

请回答下列问题：

（4）Mn_xZn_1﹣xFe₂O₄中铁元素化合价为+3，则锰元素的化合价为___________。

（5）活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_________（填“氧化剂”或“还原剂”）。

（6）酸浸时，MnO₂与H₂SO₄、H₂O₂反应的离子方程式为__________________。

（7）除汞是以氮气为载气吹入滤液中，带出汞蒸气经KMnO₄溶液进行吸收而实现的。在恒温下不同pH时，KMnO₄溶液对Hg的单位时间去除率及主要产物如图2所示：

①写出pH=10时KMnO₄溶液吸收汞蒸气的离子方程式________________。

②在强酸性环境中汞的单位时间去除率高，其原因除氢离子浓度增大使KMnO₄溶液的氧化性增强外，还可能是__________________。

Answer

（1）2MnO（OH）+6HCl2MnCl2+Cl2↑+4H2O（2分）

（2）反应过程无有毒有害物质生成，不造成二次污染；废物资源化等（2分）

（3）c（1分）避免生成Mn（OH）2（2分）

（4）+2（1分）（5）还原剂（1分）

（6）MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O（2分）

（7）①3Hg+2MnO4-+4H2O=3Hg2++2MnO2+8OH-（2分）②Mn2+作了催化剂（2分）

【解析】

试题分析：（1）+4价的锰能把浓盐酸氧化为氯气，即MnO（OH）与浓盐酸反应生成氯气和氯化锰、水，其反应方程式为2MnO（OH）+6HCl2MnCl2+Cl2↑+4H2O；

（2）分析回收工艺的优点从可操作性、产品的纯度、对环境的影响等方面分析，可知工艺流程简单；生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程无有毒有害物质生成，不造成二次污染；废物资源化等；

（3）由Ksp（MnCO3）=2.3×10﹣11、Ksp[Mn（OH）2]=2.1×10﹣13计算可知，调节MnSO4溶液pH至6.0左右，缓慢滴入1Na2CO3溶液，酸性条件下生成MnCO3，而改为向 Na2CO3溶液中缓慢滴加Mn2+溶液，碳酸钠溶液的碱性强，由Ksp可知，先生成Mn（OH）2，选用的加料方式为：将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有MnSO4溶液的反应容器中，碳酸钠溶液的碱性强，避免先生成Mn（OH）2；

（4）设Mn元素的化合价为y，MnxZn1－xFe2O4中Fe元素为+3价，根据正负化合价的代数和为0，有yx+2（1-x）+3×2-2×4=0，解得y=2，故Mn元素的化合价为+2价；

（5）铁粉具有还原性，能把汞离子还原为汞单质，所以铁粉的作用是还原剂；

（6）酸浸时，MnO2与H2SO4、H2O2反应的离子方程式为MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2+ + O2↑+ 2H2O；

（7）①写出pH=10时KMnO4溶液吸收汞蒸气的离子方程式3Hg + 2MnO4- + 4H2O = 3Hg2+ + 2MnO2 + 8OH-；

②在强酸性环境中汞的单位时间去除率高，其原因除氢离子浓度增大使KMnO4溶液的氧化性增强外，还可能是Mn2+作了催化剂。

考点：考查物质制备以及工业上回收金属锰的操作流程的相关知识。