废旧锌锰电池含有锌、锰元素，主要含有ZnO、ZnMn2 O4、MnO、Mn2 O3、Mn3...

废旧锌锰电池含有锌、锰元素，主要含有ZnO、ZnMn2 O4、MnO、Mn2 O3、Mn3 O4、MnO2。利用废旧锌锰电池回收锌和制备二氧化锰、硫酸的工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)步骤②“粉碎”的主要目的是______。

(2)步骤③“酸浸”发生了一系列反应：

ZnO+ H2SO4= ZnSO4 + H2O；MnO+ H2SO4= MnSO4 + H2O；

ZnMn2O4+2H2SO4=ZnSO4 + MnSO4 +2H2O+MnO2；

MnO2 + H2SO4 + H2C2O4=MnSO4 + 2CO2 ↑+2H2O。

推测 Mn2O3 与硫酸反应的离子方程式为______。

(3)如图分别表示“酸浸”时选用不同浓度硫酸和草酸对 Zn、Mn 浸出率的影响。

①为保证 Zn、Mn 的浸出率均大于 90%，步骤③需控制的 c(H2SO4) = ____mol/L。H2C2O4 浓度对 Mn 的浸出率影响程度大于 Zn，其原因是_____。

②假设“酸浸”所得溶液中Zn2+、Mn2+浓度相等。当 c(H2C2O4)>0.25 mol/L 时，Zn、Mn 的浸出率反而下降、且Zn 的浸出率下降先于Mn，其原因可能是_____(填序号)。

a.随着反应进行 c(H+)降低

b.Zn2+、Mn2+与 C2O42-　 生成沉淀

c.溶解度：ZnC2O4＜MnC2O4

(4)步骤⑤用惰性电极电解 ZnSO4 、MnSO4 的混合溶液，除生成 Zn、MnO2、H2SO4 外， 还可能生成 H2、O2 或其混合物。

①生成 MnO2 的电极反应式为_____ 　　 。

②若 n (H2) ：n (O2)=2：1，则参加反应的 n (Zn2+)：n (Mn2+) = ______。

③该工艺流程中可循环利用的物质是________。

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以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料(MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）为原料制备高纯MnCl2·xH2O，实现锰的再生利用。其工作流程如下：

资料a:Mn的金属活动性强于Fe；Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化。

资料b：生成氢氧化物沉淀的pH

注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-l

(1)过程I的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。

①MnO2与浓盐酸反应的离子方程式是____________。

②检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是：分别取两份少量滤液1于试管中，一份__________；另一份 ________________。

③Fe3+由Fe2+转化而成，可能发生的反应有：

a. 2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-　　 b.4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O　　

c．……　　 写出c的离子方程式：____________________。

(2)过程Ⅱ的目的是除铁。有如下两种方法：

i．氨水法：将滤液1先稀释，再加适量10%的氨水，过滤。

ii．焙烧法：将滤液l浓缩得到的固体于290℃焙烧，冷却，取焙烧物加水溶解、过滤，滤液再加盐酸酸化至合适pH。

已知：焙烧中发生的主要反应为2FeCl3+3O22Fe2O3+3Cl2，焙烧时MnCl2和PbCl2不发生变化。

①氨水法除铁时，溶液pH应控制在__________之间。

②两种方法比较，氨水法除铁的缺点是____________。

(3)过程Ⅲ的目的是除铅。加入的试剂是____________。

(4)过程Ⅳ所得固体中的x的测定如下：取m1g样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，固体质量减轻m2g。则x=________。

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以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料(MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）为原料制备高纯MnCl2·xH2O，实现锰的再生利用。其工作流程如下：

资料a:Mn的金属活动性强于Fe；Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化。

资料b：

生成氢氧化物沉淀的pH

注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-l

(1)过程I的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。

①MnO2与浓盐酸反应的离子方程式是____________。

②检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是：取少量滤液1于试管中，滴入铁氰化钾溶液，无明显变化；另取少量滤液1于试管中，_____________。

③Fe3+由Fe2+转化而成，可能发生的反应有：

a. 2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-

b.4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

c．……

写出c的离子方程式：___________。

(2)过程Ⅱ的目的是除铁。有如下两种方法：

i．氨水法：将滤液1先稀释，再加适量10%的氨水，过滤。

ii．焙烧法：将滤液l浓缩得到的固体于290℃焙烧，冷却，取焙烧物……

已知：焙烧中发生的主要反应为2FeCl3+3O22Fe2O3+3Cl2，焙烧时MnCl2和PbCl2不发生变化。

①氨水法除铁时，溶液pH应控制在__________之间。

②补全ii中的操作：_________。

③两种方法比较，氨水法除铁的缺点是____________。

(3)过程Ⅲ的目的是除铅。加入的试剂是____________。

(4)过程Ⅳ所得固体中的x的测定如下：取m1g样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，质量变为m2g。则x=________。

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以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料(MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）为原料制备高纯MnCl2·xH2O，实现锰的再生利用。其工作流程如下：

资料a: Mn的金属活动性强于Fe；Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化。

资料b:生成氢氧化物沉淀的pH见下表（金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1)

（1）过程I的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。

①MnO2与浓盐酸反应的离子方程式是__________________________________。

②检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是:取少量滤液1于试管中，滴入黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，无明显变化：另取少量滤液1于试管中，___________________________。

③Fe3+由Fe2+转化而成，可能发生的反应有：i.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

ii.4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O　　 iii.……　　

写出iii的离子方程式：___________________________。

（2）过程II的目的是除铁，有如下两种方法：

i.氨水法：将滤液1先稀释，再加适量10%的氨水，过滤。

ii.焙烧法：将滤液1浓缩得到的固体于290°C焙烧，冷却，取焙烧物……

己知：焙烧中发生的主要反应2FeCl3+3O2=2Fe2O3+3Cl2，焙烧时MnCl2和PbCl2不发生变化。

①氨水法除铁时，溶液pH应控制在　　 _______________之间。

②补全ii中的操作：____________________。

③两种方法比较，氨水法除铁的缺点是_________________________________________。

（3）过程III的目的是除铅。加入的试剂是______________________。

（4）过程IV所得固体中的x的测定如下：取m1g样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，质量变为m2g。则x=________________________。

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以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料(MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）为原料制备高纯MnCl2·xH2O，实现锰的再生利用。其工作流程如下：

资料a: Mn的金属活动性强于Fe；Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化。

资料b:生成氢氧化物沉淀的pH见下表（金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1)

（1）过程I的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。

①MnO2与浓盐酸反应的离子方程式是__________________________________。

②检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是:取少量滤液1于试管中，滴入黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，无明显变化：另取少量滤液1于试管中，___________________________。

③Fe3+由Fe2+转化而成，可能发生的反应有：i.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

ii.4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O　　 iii.……　　

写出iii的离子方程式：___________________________。

（2）过程II的目的是除铁，有如下两种方法：

i.氨水法：将滤液1先稀释，再加适量10%的氨水，过滤。

ii.焙烧法：将滤液1浓缩得到的固体于290°C焙烧，冷却，取焙烧物……

己知：焙烧中发生的主要反应2FeCl3+3O2=2Fe2O3+3Cl2，焙烧时MnCl2和PbCl2不发生变化。

①氨水法除铁时，溶液pH应控制在　　 _______________之间。

②补全ii中的操作：____________________。

③两种方法比较，氨水法除铁的缺点是_________________________________________。

（3）过程III的目的是除铅。加入的试剂是______________________。

（4）过程IV所得固体中的x的测定如下：取m1g样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，质量变为m2g。则x=________________________。

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我国电池的年市场消费量约为80亿只，其中70%是锌锰干电池，利用废旧锌锰干电池制备硫酸锌晶体(ZnSO4·7H2O)和纯MnO2的工艺如下图所示：

已知：

①锌皮的主要成分为Zn，含有少量Fe；炭包的主要成分为ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等，还含有少量的 Cu、Ag、Fe 等。

②Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16；Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16；Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。

(1)除去炭包中碳粉的操作为_____________。

A.酸浸　　 B.过滤　　 C.焙炒　　　　　 D.焙烧

(2)粗MnO2转化为MnSO4时，主要反应的离子方程式为_____________________。

(3)焙烧时发生反应的化学方程式为_____________。

(4)制备硫酸锌晶体流程中，用ZnO调节溶液pH的目的是______________________________，若溶解时不加H2O2带来的后果是____________________。

(5)“草酸钠-高锰酸钾返滴法”可测定MnO2的纯度：取agMnO2样品于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，再加入V1mLc1mol·L-1Na2C2O4溶液(足量)，最后用c2mol·L-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4，达终点时消耗V2 mL标准KMnO4溶液。

①MnO2参与反应的离子方程式为_____________。

②该样品中MnO2的质量分数为__________________(假定杂质不参与反应，列出表达式即可)。

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我国电池的年市场消费量约为80亿只，其中70%是锌锰干电池，利用废旧锌锰干电池制备硫酸锌晶体(ZnSO4·7H2O)和纯MnO2的工艺如下图所示：

已知：

①锌皮的主要成分为Zn，含有少量Fe；炭包的主要成分为ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等，还含有少量的 Cu、Ag、Fe 等。

②Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16；Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16；Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。

(1)除去炭包中碳粉的操作为_____________。

A.酸浸　　 B.过滤　　 C.焙炒　　　　　 D.焙烧

(2)粗MnO2转化为MnSO4时，主要反应的离子方程式为_____________________。

(3)焙烧时发生反应的化学方程式为_____________。

(4)制备硫酸锌晶体流程中，用ZnO调节溶液pH的目的是______________________________，若溶解时不加H2O2带来的后果是____________________。

(5)“草酸钠-高锰酸钾返滴法”可测定MnO2的纯度：取agMnO2样品于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，再加入V1mLc1mol·L-1Na2C2O4溶液(足量)，最后用c2mol·L-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4，达终点时消耗V2 mL标准KMnO4溶液。

①MnO2参与反应的离子方程式为_____________。

②该样品中MnO2的质量分数为__________________(假定杂质不参与反应，列出表达式即可)。

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我国电池的年市场消费量约为80亿只，其中70%是锌锰干电池，利用废旧锌锰干电池制备硫酸锌晶体(ZnSO4·7H2O)和纯MnO2的工艺如下图所示：

已知：

①锌皮的主要成分为Zn，含有少量Fe；炭包的主要成分为ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等，还含有少量的 Cu、Ag、Fe 等。

②Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16；Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16；Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。

(1)除去炭包中碳粉的操作为_____________。

A.酸浸　　 B.过滤　　 C.焙炒　　 　　 D.焙烧

(2)粗MnO2转化为MnSO4时，主要反应的离子方程式为_____________________。

(3)焙烧时发生反应的化学方程式为_____________。

(4)制备硫酸锌晶体流程中，用ZnO调节溶液pH的目的是______________________________，若溶解时不加H2O2带来的后果是____________________。

(5)“草酸钠-高锰酸钾返滴法”可测定MnO2的纯度：取agMnO2样品于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，再加入V1mLc1mol·L-1Na2C2O4溶液(足量)，最后用c2mol·L-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4，达终点时消耗V2 mL标准KMnO4溶液。

①MnO2参与反应的离子方程式为_____________。

②该样品中MnO2的质量分数为__________________(假定杂质不参与反应，列出表达式即可)。

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用方铅矿精矿( 主要为PbS)和软锰矿(主要为MnO2,还有少量Fe2O3，Al2O3等杂质) 制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下：

已知：①PbS+MnO2+ 4 H+= Mn2++Pb2++S+2H2O

②25℃ 时，Ksp(PbCl2)=1.6×10-5，Ksp(PbSO4)=1.8×10-8

③PbCl2 (s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq) △H>0

（1）80℃用盐酸处理两种矿石，为加快酸浸速率，还可采用的方法是_______________(任写一种)。

（2）向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是_________________；加入物质X可用于调节酸浸液的pH值，物质X可以是___________(填字母)。

A．MnCO3 B．NaOH　　　　　　　　 C．ZnO　　　　　　　　　　 D．PbO

（3）滤渣中含有两种金属杂质形成的化合物，其成分为_____________(写化学式);

请设计分离两种金属化合物的路线图(用化学式表示物质，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和分离方法)。______________________________________

（4）向滤液2中通入NH3和O2发生反应，写出总反应的离子方程式。___________________________________

（5）用Mn3O4为原料可以获得金属锰，选择合适的冶炼方法为___________ (填字母)。

A．热还原法　　　　　　　　　　 B．电解法　　　　　　　　 C．热分解法

（6）求25℃氯化铅沉淀转化为硫酸铅沉淀反应的平衡常数K=___________(保留到整数位)。

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锰元素在多个领域中均有重要应用，回答下列问题。

(1)Mn在元素周期表中位于_____区；MnSO4中阳离子的价电子排布式为__________；

(2)Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+下列说法合理的是_______

A.Mn3+的价电子构型为3d4，不属于较稳定的电子构型

B.根据Mn2+的电子构型可知，Mn4+中不含成对电子

C.Mn2+易被氧化，可能是因为Mn2+产内有大量自旋方向相同的电子

D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型，所以它们的化学性质相似

(3)在K2MnF6中，MnF62-的空间构型是正八面体，则中心原子的价层电子对数为_____。该化合物中含有的共价键在形成过程中原子轨道的重叠方式为__________

(4)二价锰的化合物的性质如下表所示：

上表三种物质中晶格能最大的是________；上表涉及的三种阴离子中，半径最大的是______。

(5)某锰氧化物的晶胞结构如下图所示：

该锰的氧化物的化学式为______________，该晶体中Mn的配位数为____________，该晶体中Mn之间的最近距离为____________pm（用a、b来表示）。

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