Question

錳鋅鐵氧體可用于隱形飛機上吸收雷達波涂料。現以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如下：

(1)酸浸時，二氧化錳被雙氧水還原的化學方程式為_______。
(2)活性鐵粉除汞時，鐵粉的作用是______ (填“氧化劑”或“還原劑”或“吸附劑”）。
(3)除汞是以氮氣為載氣吹入濾液帶出汞蒸汽經KMnO₄溶液進行吸收而實現的。如下圖是KMnO₄溶液處于不同pH時對應的Hg去除率變化圖，圖中物質為Hg與 MnO₄^-在該pH范圍內的主要產物。

①請根據該圖給出pH對汞去除率影響的變化規律：______。
②試猜想在強酸性環境下汞的單位時間去除率高的原因：______。
(4)當x＝0.2時，所得到的錳鋅鐵氧體對雷達波的吸收能力特別強，試用氧化物的形式表示該鐵氧體組成____________。
(5)經測定濾液成分后同時加入一定量的MnSO₄和鐵粉的目的是______。

Answer 1

（15分）（1）MnO₂ + H₂O₂ + H₂SO₄＝MnSO₄ +O₂↑ + 2H₂O（3分）（2）還原劑（2分）
（3）①隨pH的升高汞的去除率先降低后增加（2分）
②Mn²⁺具有催化作用，單位時間內去除率高（2分）
（4）MnO·4ZnO·5Fe₂O₃（3分）
（5）調節濾液離子的成分，符合水熱后獲得錳鋅鐵氧化體組成（3分）

試題分析：（1）二氧化錳被雙氧水還原，說明二氧化錳是氧化劑，得到電子。雙氧水是還原劑失去電子，其氧化產物是氧氣，所以反應的化學方程式為MnO₂ + H₂O₂ + H₂SO₄＝MnSO₄ +O₂↑ + 2H₂O。
（2）鐵是活潑的金屬，所以活性鐵粉除汞時，鐵粉的作用是還原劑。
（3）①根據圖像可知，隨著pH的升高汞的去除率先降低后增加。
②根據圖像可知，在強酸性條件下，MnO₄^－的還原產物是Mn^2＋，Mn²⁺具有催化作用，所以單位時間內去除率高。
（4）當x＝0.2時，該物質的化學式可表示為Mn_0.2Zn_0.8Fe₂O₄，即Mn、Zn、Fe的原子個數之比＝1:4:10，所以用氧化物形式可表示為MnO·4ZnO·5Fe₂O₃。
（5）根據錳鋅鐵氧化體組成可知，加入一定量的MnSO₄和鐵粉可以調節濾液離子的成分，使其符合水熱后獲得錳鋅鐵氧化體組成