Question

【题目】以废旧锌锰电池初步处理分选出的废料（含MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）为原料制备MnO2，实现锰的再生利用。其工艺流程如下：

已知：①Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化。

②金属离子（起始浓度为0.1 mol·L-1）生成氢氧化物沉淀的pH

	Mn（OH）2	Pb（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀时	8.1	6.5	1.9
完全沉淀时	10.1	8.5	3.2

回答下列问题：

（1）酸浸过程中MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为_____________________________。

（2）滤液①中铁以Fe3+存在，Fe2+转化为Fe3+过程中，可能发生反应的离子方程式为____________________（写出1种即可）。

（3）除铁的方法是：向滤液①中加MnCO3调节溶液pH，其范围是______________________；过滤得滤液②。

（4）将滤液③转化为MnO2的方法常用氧化法和电解法。

①氧化法的具体做法是向所得溶液中加入酸化的NaC1O3将Mn2+氧化为MnO2，该反应的离子方程式为_____________________________________。

②电解法生成MnO2的电极反应式为_________________。

Answer 1

【答案】 MnO2 +4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O MnO2+4H++2Fe2+=Mn2+ +2Fe3++2H2O或2Fe2++C12=2Fe3++2Cl-或4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 3.2-6.5 3Mn2++ ClO3-+3H2O=3MnO2+Cl-+6H+ Mn2+-2e-+2 H2O= MnO2+4H+

【解析】本题为无机工艺流程，涉及元素及其化合物知识，综合程度高，重点考查化学方程式和离子方程式的书写。（1）酸浸过程中MnO2与浓盐酸在加热的条件下反应生成氯化锰、氯气和水，其离子方程式为MnO2 +4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；（2）因滤液①中铁以Fe3+存在，而Fe与盐酸反应生成Fe2+，因此Fe2+可能被二氧化锰或氯气或空气的氧气氧化为Fe3+，故其离子方程式为：MnO2+4H++2Fe2+=Mn2+ +2Fe3++2H2O或2Fe2++C12=2Fe3++2Cl-或4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；（3）根据金属离子生成氢氧化物沉淀的pH，Fe3+完全沉淀的pH为3.2，结合信息①Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于6.5时易被O2氧化，故向滤液①中加MnCO3调节溶液pH，其范围是3.2-6.5；（4）①氧化法的具体做法是向所得溶液中加入酸化的NaC1O3将Mn2+氧化为MnO2，C1O3—被还原为Cl—，其离子方程式为：3Mn2++ ClO3-+3H2O=3MnO2+Cl-+6H+；②若用电解法，则Mn2+→MnO2在阳极反应，其电极反应式为：Mn2+-2e-+2 H2O= MnO2+4H+。