廢舊鋅錳電池回收處理,既能減少它對環(huán)境的污染,又能實現(xiàn)廢電池的資源化利用.
(1)回收二氯化錳.將廢舊鋅錳電池處理,得到含錳混合物,向該混合物加入濃鹽酸并加熱,試寫出MnO(OH)與濃鹽酸反應的化學方程式:
2MnO(OH)+6HCl
  △  
.
 
2MnCl2+Cl2↑+4H2O
2MnO(OH)+6HCl
  △  
.
 
2MnCl2+Cl2↑+4H2O

(2)萃取法回收錳離子.實驗室萃取操作中使用的玻璃儀器是
分液漏斗
分液漏斗

(3)制備錳鋅鐵氧體.錳鋅鐵氧體可用作隱形飛機吸收雷達波的涂料.一種以鋅錳廢電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如圖1:

①除汞時,鐵粉的作用是
還原劑
還原劑
(填“氧化劑”或“還原劑”或“吸附劑”).在不同pH下,KMnO4溶液對Hg的吸收率的影響及主要產(chǎn)物如圖2.
②據(jù)圖說明pH對Hg吸收率的影響規(guī)律
隨pH的升高汞的吸收率先降低后增加
隨pH的升高汞的吸收率先降低后增加

③在強酸性環(huán)境下Hg的吸收率高的原因可能是
KMnO4在酸性條件下氧化性強
KMnO4在酸性條件下氧化性強

(4)錳回收新方法.向含錳混合物加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不斷攪拌至無氣泡為止.其主要反應為:
2MnO(OH)+MnO2+2H 2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O,
①每1molMnO2參加反應時,共有
4
4
mol電子發(fā)生轉移.
②新方法的優(yōu)點是
工藝流程簡單;生成CO2和H2O不影響MnSO4純度;反應過程無有毒有害物質生
成,不造成二次污染;廢物資源化等
工藝流程簡單;生成CO2和H2O不影響MnSO4純度;反應過程無有毒有害物質生
成,不造成二次污染;廢物資源化等
(答1點即可).
分析:(1)+4價的錳能把濃鹽酸氧化為氯氣;
(2)根據(jù)萃取的操作分析;
(3)①利用鐵粉把Hg還原出來;
②根據(jù)圖象分析;
③根據(jù)影響KMnO4氧化性的條件分析;
(4)①根據(jù)氧化還原反應方程中得失電子守恒分析;
②分析回收工藝的優(yōu)點從可操作性、產(chǎn)品的純度、對環(huán)境的影響等方面分析.
解答:解:(1)+4價的錳能把濃鹽酸氧化為氯氣,即MnO(OH)與濃鹽酸反應生成氯氣和氯化錳、水,其反應方程式為:2MnO(OH)+6HCl
  △  
.
 
2MnCl2+Cl2↑+4H2O,故答案為:2MnO(OH)+6HCl
  △  
.
 
2MnCl2+Cl2↑+4H2O;
(2)根據(jù)萃取的操作可知,萃取操作中使用的玻璃儀器是分液漏斗,故答案為:分液漏斗;
(3)①鐵粉具有還原性,能把汞離子還原為汞單質,所以鐵粉的作用是還原劑,故答案為:還原劑;
②由圖象可知,汞的吸收率隨著PH的增大先降低后增加,故答案為:隨pH的升高汞的吸收率先降低后增加;
③在中性或堿性條件下KMnO4氧化性較低,而酸性條件下氧化性較強,所以作氧化劑時一般用酸性高錳酸鉀溶液,故答案為:KMnO4在酸性條件下氧化性強;
(4)①已知2MnO(OH)+MnO2+2H 2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O,MnO2~2H 2C2O4~4CO2,碳元素從+3價升高到+4,轉移1個電子,當生成4molCO2時轉移4mol電子,所以1molMnO2參加反應時生成4molCO2,轉移4mol電子,故答案為:4;
②分析回收工藝的優(yōu)點從可操作性、產(chǎn)品的純度、對環(huán)境的影響等方面分析,可知工藝流程簡單;生成CO2和H2O不影響MnSO4純度;反應過程無有毒有害物質生
成,不造成二次污染;廢物資源化等,
故答案為:工藝流程簡單;生成CO2和H2O不影響MnSO4純度;反應過程無有毒有害物質生成,不造成二次污染;廢物資源化等.
點評:本題考查了工業(yè)上回收金屬錳的操作流程,題目難度中等,注意對圖象的分析.
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相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

廢舊物的回收利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護環(huán)境.某研究小組同學以廢舊鋅錳干電池為原料,將廢舊電池含鋅部分轉化成ZnSO4?7H2O,含錳部分轉化成純度較高的MnO2,將NH4Cl溶液應用于化肥生產(chǎn)中,實驗流程如下:

(1)操作②中所用的加熱儀器應選
坩堝
坩堝
(填“蒸發(fā)皿”或“坩堝”).
(2)將溶液A處理的第一步是加入氨水調節(jié)pH為9,使其中的Fe3+和Zn2+ 沉淀,請寫出氨水和Fe3+反應的離子方程式:
Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+

(3)操作⑤是為了除去溶液中的Zn2+.已知25℃時,一些數(shù)據(jù)見下表:
NH3?H2O的Kb Zn 2+完全沉淀的pH Zn(OH)2溶于堿的pH
1.8×10-5 8.9 >11
由上表數(shù)據(jù)分析應調節(jié)溶液pH最好為
a
a
(填字母).
a.9     b.10     c.11
(4)MnO2精處理的主要步驟:
步驟1:用3%H2O2和6.0mol?L-1的H2SO4的混合液將粗MnO2溶解,加熱除去過量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+ ).反應生成MnSO4的離子方程式為
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2

步驟2:冷卻至室溫,滴加10%氨水調節(jié)pH為6,使Fe 3+ 沉淀完全,再加活性炭攪拌,抽濾.加活性炭的作用是
吸附聚沉,有利于氫氧化鐵形成較大沉淀顆粒
吸附聚沉,有利于氫氧化鐵形成較大沉淀顆粒

步驟3:向濾液中滴加0.5mol?L-1的Na2CO3溶液,調節(jié)pH至7,濾出沉淀、洗滌、干燥,并在空氣中灼燒至黑褐色,生成MnO2.灼燒過程中反應的化學方程式為
2MnCO3+O2
  △  
.
 
2MnO2+2CO2
2MnCO3+O2
  △  
.
 
2MnO2+2CO2

(5)查文獻可知,粗MnO2的溶解還可以用鹽酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固體.
①在鹽酸和硝酸溶液的濃度均為5mol?L-1、體積相等和最佳浸泡時間下,浸泡溫度對MnCO3產(chǎn)率的影響如圖1,由圖看出兩種酸的最佳浸泡溫度都在
60
60
℃左右.
②在最佳溫度、最佳浸泡時間和體積相等下,酸的濃度對MnCO3產(chǎn)率的影響如圖2,由圖看出硝酸的最佳濃度應選擇
6
6
mol?L-1左右.

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科目:高中化學 來源: 題型:

回收的廢舊鋅錳于電池經(jīng)過處理后得到錳粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、氯化銨和黑炭等),由錳粉制取MnO2的步驟如圖所示.
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根據(jù)如圖所示步驟并參考表格數(shù)據(jù),回答下列問題.
生成氫氧化物沉淀的pH
物質 開始沉淀 沉淀完全
Fe(OH)2 2.7 3.7
Fe(OH)2 7.6 9.6
Mn(OH)2 8.3 9.8
(1)在加熱條件下用濃鹽酸浸取錳粉,所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等.MnO2與濃鹽酸反應的離子方程式為
 

(2)錳粉經(jīng)濃鹽酸浸取,過濾I除去不溶雜質后,向濾液中加入足量H2O2溶液,其作用是
 

(3)過濾Ⅰ所得濾液經(jīng)氧化后,需加入NaOH溶液調節(jié)pH約為5.1,其目的是
 

(4)過濾Ⅱ所得濾液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液調節(jié)pH約為9,使Mn2+氧化得到MnO2,反應的離子方程式為
 

(5)實驗室進行過濾操作時.需要用到的玻璃儀器有
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

回收的廢舊鋅錳于電池經(jīng)過處理后得到錳粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等),由錳粉制取MnO2的步驟如圖所示.精英家教網(wǎng)
根據(jù)上圖所示步驟并參考表格數(shù)據(jù),回答下列問題.
物 質 開始沉淀 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)在加熱條件下用濃鹽酸浸取錳粉,所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等.MnO2與濃鹽酸反應的離子方程式:
 

(2)酸浸時,浸出時間對錳浸出率的影響如下圖所示,工業(yè)采用的是浸取60min,其可能原因是
 

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(3)錳粉經(jīng)濃鹽酸浸取,過濾I除去不溶雜質后,向濾液中加入足量H2O2溶液,其作用是
 

(4)過濾I所得濾液經(jīng)氧化后,需加入NaOH溶液調節(jié)pH約為5.1,其目的是
 

(5)過濾Ⅱ所得濾液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液調節(jié)pH約為9,使Mn2+氧化得到MnO2,反應的離子方程式為
 

(6)工業(yè)上利用KOH和MnO2為原料制取KMnO4.主要生產(chǎn)過程分兩步進行:
第一步將MnO2和固體KOH粉碎,混合均勻,在空氣中加熱至熔化,并連續(xù)攪拌以制取K2MnO4;第二步為電解K2MnO4的濃溶液制取KMnO4
①第一步反應的化學方程式為
 

②電解K2MnO4的濃溶液時,電解池中陰極的實驗現(xiàn)象為
 

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科目:高中化學 來源:2012-2013學年江蘇省泰州市高三上學期期末考試化學試卷(解析版) 題型:實驗題

廢舊物的回收利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護環(huán)境。某研究小組同學以廢舊鋅錳干電池為原料,將廢舊電池含鋅部分轉化成ZnSO4·7H2O,含錳部分轉化成純度較高的MnO2,將NH4Cl溶液應用于化肥生產(chǎn)中,實驗流程如下:

(1)操作②中所用的加熱儀器應選           (選填“蒸發(fā)皿”或“坩堝”)。

(2)將溶液A處理的第一步是加入氨水調節(jié)pH為9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀,請寫出氨水和Fe3+反應的離子方程式                        

(3)操作⑤是為了除去溶液中的Zn2+。已知25℃時,

NH3·H2O的Kb

Zn2+完全沉淀的pH

Zn(OH)2溶于堿的pH

1.8×105

8.9

>11

 

由上表數(shù)據(jù)分析應調節(jié)溶液pH最好為             (填序號)。

a.9                 b.10               c.11

(4) MnO2精處理的主要步驟:

步驟1:用3%H2O2和6.0mol/L的H2SO4的混和液將粗MnO2溶解,加熱除去過量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+)。反應生成MnSO4的離子方程式為               ;

步驟2:冷卻至室溫,滴加10%氨水調節(jié)pH為6,使Fe3+沉淀完全,再加活性炭攪拌,抽濾。加活性炭的作用是                         

步驟3:向濾液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液,調節(jié)pH至7,濾出沉淀、洗滌、干燥,灼燒至黑褐色,生成MnO2。灼燒過程中反應的化學方程式為                。

(5) 查文獻可知,粗MnO2的溶解還可以用鹽酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固體。

①在鹽酸和硝酸溶液的濃度均為5mol/L、體積相等和最佳浸泡時間下,浸泡溫度對MnCO3產(chǎn)率的影響如圖4,由圖看出兩種酸的最佳浸泡溫度都在          ℃左右;

②在最佳溫度、最佳浸泡時間和體積相等下,酸的濃度對MnCO3產(chǎn)率的影響如圖5,由圖看出硝酸的最佳濃度應選擇             mol/L左右。

 

 

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