Question

以废旧锌锰电池中的黑锰粉（MnO₂、MnO(OH)、NH₄Cl、少量ZnCl₂及炭黑、氧化铁等）为原料制备MnCl₂，实现锰的再利用。其工作流程如下：

（1）过程Ⅰ，在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O₂氧化MnO(OH)的化学方程式是_______。

（2）溶液a的主要成分为NH₄Cl，另外还含有少量ZnCl₂等。

① 溶液a呈酸性，原因是______。

② 根据如图所示的溶解度曲线，将溶液a______（填操作），可得NH₄Cl粗品。

③ 提纯NH₄Cl粗品，有关性质数据如下：

化合物	ZnCl2	NH4Cl
熔点	365℃	337.8℃分解
沸点	732℃	-------------

根据上表，设计方案提纯NH₄Cl：________。

（3）检验MnSO₄溶液中是否含有Fe³⁺：取少量溶液，加入_______（填试剂和现象），证明溶液中Fe³⁺沉淀完全。

（4）探究过程Ⅱ中MnO₂溶解的适宜条件。

ⅰ．向MnO₂中加入H₂O₂溶液，产生大量气泡；再加入稀H₂SO₄，固体未明显溶解。

ⅱ．向MnO₂中加入稀H₂SO₄，固体未溶解；再加入H₂O₂溶液，产生大量气泡，固体完全溶解。

① 用化学方程式表示ⅱ中MnO₂溶解的原因：________。

② 解释试剂加入顺序不同，MnO₂作用不同的原因：________。

上述实验说明，试剂加入顺序不同，物质体现的性质可能不同，产物也可能不同。

Answer

4MnO(OH)+O2==4MnO2+2H2O NH4++H2O⇌NH3·H2O+H+（或NH4+水解产生H+） 蒸发浓缩，趁热过滤 加热NH4Cl粗品至340℃左右，NH4Cl = NH3 + HCl；收集产物并冷却，NH3 + HCl=NH4Cl，得到纯净NH4Cl。 KSCN溶液，不变红 MnO2+H2O2+H2SO4==MnSO4+2H2O+O2↑i中作催化剂，反应快，只催化分解 ii中作氧化剂，加入稀后，的氧化性增强，被还原为。

【解析】

（1）根据流程图可知，经过过程Ⅰ，得到了MnO2粗品，则O2将MnO(OH)氧化成MnO2，根据得失电子守恒，1molO2得到4mol电子，1molMnO(OH)失去1mol电子，则O2和MnO(OH)的比例为1∶4，再根据原子守恒可配平方程式，答案为4MnO(OH)+O2=4MnO2+2H2O；

（2）①ZnCl2和NH4Cl均为强酸弱碱盐，均会水解，铵根离子水解使溶液呈酸性，答案为NH4++H2O⇌NH3·H2O+H+（或NH4+水解产生H+）；

②从曲线可以看出，随着温度的变化，NH4Cl的溶解度几乎没有发生太大的变化，只能蒸发溶剂得到晶体，再进行后续操作，答案为蒸发浓缩，趁热过滤；

③从表格中数据可以知道，NH4Cl在337.8℃分解，生成NH3和HCl，而此温度下，ZnCl2没有熔化，也没有分解，因此可以利用NH4Cl的分解，收集产物再次合成NH4Cl，答案为加热NH4Cl粗品至340℃左右，NH4Cl = NH3 + HCl；收集产物并冷却，NH3 + HCl=NH4Cl，得到纯净NH4Cl；

（3）Fe3＋的检验常用KSCN溶液，如果溶液中有铁离子，生成红色物质；没有Fe3＋就不会变红，答案为KSCN溶液，不变红；

（4）从实验ⅰ知道，先加入双氧水，MnO2不溶解，只做催化剂，而通过实验ⅱ可知，先加入硫酸，固体溶解，且有气体冒出，气体为氧气，则MnO2作了氧化剂，双氧水作了还原剂。①固体溶解，且有气体放出，气体为O2，MnO2做氧化剂，H2O2做还原剂，为酸性环境，根据得失电子守恒和原子守恒，配平方程式。答案为MnO2＋H2O2＋H2SO4=MnSO4＋O2↑＋2H2O；

②先加入硫酸，溶液为酸性，则酸性条件下，物质的氧化性会增加，答案为ii中作氧化剂，加入稀后，的氧化性增强，被还原为MnSO4。