Question

【題目】錳的單質及其化合物在生產、生活中有廣泛應用。

（1）堿性鋅錳電池廣泛應用于日常生活。電池的總反應式為：Zn(s)＋2MnO2(s)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH(s)。該電池的正極反應式為 。

（2）某學習小組擬以廢舊干電池為原料制取錳，簡易流程如下：

①加入濃鹽酸溶解廢舊電池內黑色物質過程中保持通風，其原因是 。

②從產品純度、環保等角度考慮，X宜選擇 （填代號）。

A．焦炭 B．鋁 C．氫氣 D．一氧化碳

③寫出碳酸錳在空氣中灼燒生成四氧化三錳的化學方程式 。

（3）電解硫酸錳溶液法制錳又叫濕法冶錳。以菱錳礦（主要成份是MnCO3，主要雜質是Fe2+、Co2+、Ni2+）為原料制備錳的工藝流程如下：

已知：NiS 、CoS均難溶于水。部分氫氧化物的pH如下表：（若某離子濃度小于等于105mol·L1，則認為完全沉淀）

物質	Fe(OH)2	Ni(OH)2	Co(OH)2	Mn(OH)2	Fe(OH)3
開始沉淀pH	7.5	7.7	7.6	8.3	2.7
完全沉淀pH	9.7	8.4	8.5	9.8	3.8

①浸出槽內MnO2的作用是（用離子方程式表示） 。

②加入氨水調節浸出槽中溶液的pH范圍為 。

③電解槽陰極的電極反應式為 。

Answer 1

【答案】（1）MnO2＋H2O＋e＝MnOOH＋OH；（2）①二氧化錳與濃鹽酸反應會產生有毒的氯氣；② C； ③ 6MnCO3＋O22Mn3O4＋6CO2；（3）①MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；②3.8≤pH＜8.3；③Mn2+＋2e＝Mn。

【解析】

試題分析：（1）正極上得到電子，化合價降低，發生還原反應，Mn的化合價降低，MnO2在正極上得電子，根據總電極反應式為：MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－；(2)①廢電池中含有MnO2，MnO2和濃鹽酸反應產生Cl2，MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，氯氣有毒，因此注意通風；②A、用焦炭，得到Mn含有焦炭，且容易產生溫室氣體，故錯誤；B、Mn中可能含有未反應鋁，產品不純，故錯誤；C、用氫氣得到的是水，對環境無污染，故正確；D、CO有毒，未反應的CO污染空氣，故錯誤；③MnCO3中Mn為＋2價，Mn3O4中Mn為＋8/3價，化合價升高，氧氣參與反應，反應方程式為6MnCO3＋O22Mn3O4＋6CO2；（3）①根據流程圖以及信息，棄渣A為Fe(OH)3，MnO2的作用是把Fe2＋氧化成Fe3＋，然后調節pH除去Fe3＋，因為Fe(OH)3全部變為沉淀的時，Mn元素沒有沉淀，如果是Fe(H)2完全沉淀，則Mn一部分全化成沉淀，MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；②氨水調節pH，使Fe3＋變成Fe(OH)3，減少Mn的損耗，因此pH的范圍是3.8≤pH＜8.3；③陰極是得電子的，Mn2＋＋2e－=Mn。