回收的廢舊鋅錳于電池經(jīng)過(guò)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(wèn)題.
生成氫氧化物沉淀的pH
物質(zhì) 開(kāi)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(yīng)的離子方程式為
 

(2)錳粉經(jīng)濃鹽酸浸取,過(guò)濾I除去不溶雜質(zhì)后,向?yàn)V液中加入足量H2O2溶液,其作用是
 

(3)過(guò)濾Ⅰ所得濾液經(jīng)氧化后,需加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為5.1,其目的是
 

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

(5)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)濾操作時(shí).需要用到的玻璃儀器有
 
分析:(1)MnO2具有強(qiáng)氧化性,與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣,反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2C1-
MnO2
.
Mn2++C12↑+2H2O,
(2)過(guò)氧化氫具有強(qiáng)氧化性,可將具有還原性的Fe2+氧化為Fe3+,易于轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去,
(3由表中數(shù)據(jù)可知,調(diào)節(jié)溶液PH約為5.1,在3.7~8.3之間,可使使Fe3+完全沉淀,并防止Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn(OH)2沉淀,
(4)過(guò)濾Ⅱ所得濾液中含有Mn2+,加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為9,使Mn2+氧化得到MnO2,然后配平即可,
(5)過(guò)濾操作需要用到的玻璃儀器有 漏斗、燒杯、玻璃棒,記住即可.
解答:解:(1)MnO2具有強(qiáng)氧化性,與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣,反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2C1-
MnO2
.
Mn2++C12↑+2H2O,
故答案為:MnO2+4H++2C1-
MnO2
.
Mn2++C12↑+2H2O.
(2)過(guò)氧化氫具有強(qiáng)氧化性,可將具有還原性的Fe2+氧化為Fe3+,易于轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去,
故答案為:將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+;
(3)由表中數(shù)據(jù)可知,調(diào)節(jié)溶液PH約為5.1,在3.7~8.3之間,可使使Fe3+完全沉淀,并防止Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn(OH)2沉淀,
故答案為:3.7<pH<8.3;使Fe3+完全沉淀,并防止Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn(OH)2沉淀;
(4)過(guò)濾Ⅱ所得濾液中含有Mn2+,加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為9,使Mn2+氧化得到MnO2,反應(yīng)的離子方程式為Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O,
故答案為:Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O.
(5)過(guò)濾操作時(shí).需要用到的玻璃儀器有 漏斗、燒杯、玻璃棒.
故答案為:漏斗、燒杯、玻璃棒.
點(diǎn)評(píng):本題為工藝流程題,考查范圍廣,內(nèi)容包括氧化還原反應(yīng)、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的分離、除雜、反應(yīng)條件的控制等,綜合性較強(qiáng),有一定的難度
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)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(hù)環(huán)境.某研究小組同學(xué)以廢舊鋅錳干電池為原料,將廢舊電池含鋅部分轉(zhuǎn)化成ZnSO4?7H2O,含錳部分轉(zhuǎn)化成純度較高的MnO2,將NH4Cl溶液應(yīng)用于化肥生產(chǎn)中,實(shí)驗(yàn)流程如下:

(1)操作②中所用的加熱儀器應(yīng)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(diào)節(jié)pH為9,使其中的Fe3+和Zn2+ 沉淀,請(qǐng)寫(xiě)出氨水和Fe3+反應(yīng)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(shí),一些數(shù)據(jù)見(jiàn)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(yīng)調(diào)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(guò)量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+ ).反應(yīng)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(diào)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?yàn)V液中滴加0.5mol?L-1的Na2CO3溶液,調(diào)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(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2MnCO3+O2
  △  
.
 
2MnO2+2CO2
2MnCO3+O2
  △  
.
 
2MnO2+2CO2

(5)查文獻(xiàn)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(shí)間下,浸泡溫度對(duì)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(shí)間和體積相等下,酸的濃度對(duì)MnCO3產(chǎn)率的影響如圖2,由圖看出硝酸的最佳濃度應(yīng)選擇
6
6
mol?L-1左右.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

回收的廢舊鋅錳于電池經(jīng)過(guò)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(wèn)題.
物 質(zhì) 開(kāi)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(yīng)的離子方程式:
 

(2)酸浸時(shí),浸出時(shí)間對(duì)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(guò)濾I除去不溶雜質(zhì)后,向?yàn)V液中加入足量H2O2溶液,其作用是
 

(4)過(guò)濾I所得濾液經(jīng)氧化后,需加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為5.1,其目的是
 

(5)過(guò)濾Ⅱ所得濾液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為9,使Mn2+氧化得到MnO2,反應(yīng)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(guò)程分兩步進(jìn)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(yīng)的化學(xué)方程式為
 

②電解K2MnO4的濃溶液時(shí),電解池中陰極的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2012-2013學(xué)年江蘇省泰州市高三上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

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

(1)操作②中所用的加熱儀器應(yīng)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(diào)節(jié)pH為9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀,請(qǐng)寫(xiě)出氨水和Fe3+反應(yīng)的離子方程式                         。

(3)操作⑤是為了除去溶液中的Zn2+。已知25℃時(shí),

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(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH最好為             (填序號(hào))。

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(guò)量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+)。反應(yīng)生成MnSO4的離子方程式為               ;

步驟2:冷卻至室溫,滴加10%氨水調(diào)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?yàn)V液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液,調(diào)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(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為                。

(5) 查文獻(xiàn)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(shí)間下,浸泡溫度對(duì)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(shí)間和體積相等下,酸的濃度對(duì)MnCO3產(chǎn)率的影響如圖5,由圖看出硝酸的最佳濃度應(yīng)選擇             mol/L左右。

 

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

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

(1)操作②中所用的加熱儀器應(yīng)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(diào)節(jié)pH為9,使其中的Fe3+和Zn2+ 沉淀,請(qǐng)寫(xiě)出氨水和Fe3+反應(yīng)的離子方程式:______.
(3)操作⑤是為了除去溶液中的Zn2+.已知25℃時(shí),一些數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:
NH3?H2O的KbZn 2+完全沉淀的pHZn(OH)2溶于堿的pH
1.8×10-58.9>11
由上表數(shù)據(jù)分析應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH最好為_(kāi)_____(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(guò)量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+ ).反應(yīng)生成MnSO4的離子方程式為_(kāi)_____.
步驟2:冷卻至室溫,滴加10%氨水調(diào)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______.
步驟3:向?yàn)V液中滴加0.5mol?L-1的Na2CO3溶液,調(diào)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(guò)程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____.
(5)查文獻(xiàn)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(shí)間下,浸泡溫度對(duì)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______℃左右.
②在最佳溫度、最佳浸泡時(shí)間和體積相等下,酸的濃度對(duì)MnCO3產(chǎn)率的影響如圖2,由圖看出硝酸的最佳濃度應(yīng)選擇______mol?L-1左右.

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