回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、【电解池原理】

时间:2016-12-24 00:12:49

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填空题  回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔 和黑炭等),由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示。

根据上图所示步骤并参考表格数据,回答下列问题。

物 质
开始沉淀
沉淀完全

Fe(OH)3
2.7
3.7

Fe(OH)2
7.6
9.6

Mn(OH)2
8.3
9.8

 
(1)在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉,所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2与浓盐酸反应的离子方程方程式:                                                      _。
(2)酸浸时,浸出时间对锰浸出率的影响如下图所示,工业采用的是浸取60 min,其可能原因是                                                    

(3)锰粉经浓盐酸浸取,过滤I除去不溶杂质后,向滤液中加入足量H2O2溶液,其作用是                                 
(4)过滤I所得滤液经氧化后,需加入NaOH溶液调节pH约为5.1,其目的是                                              
(5)过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9,使Mn2+ 氧化得到MnO2,反应的离于方程式为                                                     
(6)工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。主要生产过程分两步进行:第一步将MnO2和固体KOH粉碎,混合均匀,在空气中加热至熔化,并连续搅拌以制取K2MnO4;第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。
① 第一步反应的化学方程式为                                                            
② 电解K2MnO4的浓溶液时,电解池中阴极的实验现象为                                        



填空题  回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等),由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示。

根据上图所示步骤并参考表格数据,回答下列问题。

物 质
开始沉淀
沉淀完全

Fe(OH)3
2.7
3.7

Fe(OH)2
7.6
9.6

Mn(OH)2
8.3
9.8

 
(1)在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉,所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2与浓盐酸反应的离子方程方程式:                                                      _。
(2)酸浸时,浸出时间对锰浸出率的影响如下图所示,工业采用的是浸取60 min,其可能原因是                                                    

(3)锰粉经浓盐酸浸取,过滤I除去不溶杂质后,向滤液中加入足量H2O2溶液,其作用是                                 
(4)过滤I所得滤液经氧化后,需加入NaOH溶液调节pH约为5.1,其目的是                                              
(5)过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9,使Mn2+ 氧化得到MnO2,反应的离于方程式为                                                     
(6)工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。主要生产过程分两步进行:第一步将MnO2和固体KOH粉碎,混合均匀,在空气中加热至熔化,并连续搅拌以制取K2MnO4;第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。
① 第一步反应的化学方程式为                                                             91Exam.org;
② 电解K2MnO4的浓溶液时,电解池中阴极的实验现象为                                        
本题答案:(1)MnO2 + 4H+ + 2Cl- =Mn2+ + C
本题解析:
试题分析:(1)用浓盐酸浸取锰粉后所得溶液含有Mn2+ ,所以MnO2与浓盐酸发生了氧化还原反应,结合学过的实验室制氯气的实验可知MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为MnO2 + 4H+ + 2Cl- =Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O。
(2)从浸出率和时间图像可以看出,开始随着时间增大,浸出率相应增大,过了60min后浸出率开始下降,随后又上升,但是浸出率与60min时相比变化不大,所以工业采取的浸出时间最好是60min,这样既能使浸出率较高,又能节约成本。
(3)过滤I除去不溶杂质后,溶液中含有大量Fe2+ 杂质,所以加入足量H2O2溶液使Fe2+ 转化Fe3+ 从而完全沉淀除去。
(4)因为Fe3+ 完全沉淀的pH值为3.7,而溶液中Mn2+ 开始沉淀的pH为8.3,所以沉淀Fe3+的同时不能让Mn2+ 沉淀,所以要控制pH值约为5.1。
(5)该氧化还原反应离子方程式书写要注意反应的环境为碱性环境,有OH-参加,所以判断出氧化剂和还原剂以及产物后不难得出离子方程式为Mn2+ + H2O2 + 2OH- = MnO2↓+2H2O。
(6)制备高锰酸钾第一步中,Mn的化合价由+4→+6价,被氧化,所以MnO2 作还原剂,反应中有氧气参与反应,所以根据得失电子守恒配平的方程式为:2MnO2 + 4KOH + O2= 2K2MnO4 + 2H2O。
考点:本题考查的是化学工艺流程题,本题围绕离子除杂、调节pH、氧化还原反应方程式配平为中心进行考察。


本题所属考点:【电解池原理】
本题难易程度:【困难】



Anger begins with folly, and ends in repentance. 愤怒以愚蠢开始,以后悔告终。

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