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=________。
高三化学简答题中等难度题
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
Mn(OH)2 | Pb(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 8.1 | 6.5 | 1.9 |
完全沉淀时 | 10.1 | 8.5 | 3.2 |
注: 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+。
①MnOOH 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:_________________________________________。
③Fe3+由Fe2+转化而成,可能发生的反应有:
a.2Fe2++Cl2=2Fe3+2Cl-
b.4Fe2++O2+4H+=2Fe3++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1浓缩得到的固体于290℃焙烧,冷却,取焙烧物,加水溶解,过滤,再加盐酸酸化至pH 小于5.5。
已知:焙烧中发生的主要反应为2FeCl3+3O2=2Fe2O3+3Cl2,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,置于氯化氢氛围中加热至失去全部结晶水时,质量变为m2g。则x=____________。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
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
Mn(OH)2 | Pb(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 8.1 | 6.5 | 1.9 |
完全沉淀时 | 10.1 | 8.5 | 3.2 |
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=________。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
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=________。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
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)
Mn(OH)2 | Pb(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 8.1 | 6.5 | 1.9 |
完全沉淀时 | 10.1 | 8.5 | 3.2 |
(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=________________________。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
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)
Mn(OH)2 | Pb(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 8.1 | 6.5 | 1.9 |
完全沉淀时 | 10.1 | 8.5 | 3.2 |
(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=________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
废旧电池的回收处理,既能减少对环境的污染,又能实现资源的再生利用。将废旧锌锰电池初步处理后,所得废料含MnO2、MnOOH、Zn(OH)2及少量Fe等,用该废料制备Zn和MnO2的一种工艺流程如下:
已知:
①Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化
②有关Ksp数据如下表所示
化合物 | Mn(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-13 | 10-17 | 10-38 |
回答下列问题:
(1)还原焙烧过程中, MnOOH与炭黑反应,锰元素被还原为MnO,该反应的化学方程式为___________。传统的工艺是使用浓盐酸在加热条件下直接处理废料,缺点是___________。
(2)酸漫时一般会适当加热并不断搅拌,其作用是___________,滤渣1和滤渣2主要成分的化学式依次是___________。
(3)净化时,先通入O2再加入MnCO3,其目的是___________;已知净化时溶液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1mol·L-1,调节pH的合理范围是___________。
(4)电解制取MnO2时,MnO2在___________极产生。
(5)中科院研究人员将MnO2和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池,该电池可将软饮料中的葡萄糖作为燃料获得能量,装置如图所示。此装置中b极的电极反应式为______________________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
锰是重要的合金材料和催化剂,在工农业生产和科技领域有广泛的用途。将废旧锌锰电池回收处理后,将含MnO2、MnOOH、Zn(OH)2及少量Fe的废料进行回收处理,能实现资源的再生利用。用该废料制备Zn和MnO2的一种工艺流程如图:
已知:Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化。
回答下列问题:
(1)还原焙烧过程中,MnOOH与炭黑反应,锰元素被还原为MnO,该反应的化学方程式为_____。
(2)滤渣1主要成分的化学式是________。
(3)净化阶段
①为了除掉滤渣2中的元素,选择最佳的加入试剂为______(填序号)。
A.氯水 B.O2 C.氨水 D.MnCO3
②已知:室温下,Ksp[Mn(OH)2]=10-13,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,Ksp[Zn(OH)2]=10-17。净化时溶液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0. 1mol·L-1,调节pH的合理范围是______。
(4)将MnO2和Li2CO3按4:1的物质的量比配料,混合搅拌,然后升温至600C~750°C, 制取产品LiMn2O4。写出该反应的化学方程式:________。
(5)LiMn2O4材料常制作成可充电电池(如图),该电池的总反应为
①充电时,锰酸锂为电池的_______(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”);该电极上发生的电极反应式为______________。
②该电池作为电源放电时,若电路中转移0.2mol e-,则石墨电极将减重____________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
以废旧锌锰电池中的黑锰粉(MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等)为原料制备MnCl2,实现锰的再利用。其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ,在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化学方程式是_______。
(2)溶液a的主要成分为NH4Cl,另外还含有少量ZnCl2等。
① 溶液a呈酸性,原因是______。
② 根据如图所示的溶解度曲线,将溶液a______(填操作),可得NH4Cl粗品。
③ 提纯NH4Cl粗品,有关性质数据如下:
化合物 | ZnCl2 | NH4Cl |
熔点 | 365℃ | 337.8℃分解 |
沸点 | 732℃ | ------------- |
根据上表,设计方案提纯NH4Cl:________。
(3)检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+:取少量溶液,加入_______(填试剂和现象),证明溶液中Fe3+沉淀完全。
(4)探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。
ⅰ.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡;再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
① 用化学方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因:________。
② 解释试剂加入顺序不同,MnO2作用不同的原因:________。
上述实验说明,试剂加入顺序不同,物质体现的性质可能不同,产物也可能不同。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
以废旧锌锰电池中的黑锰粉(MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等)为原料制备MnCl2,实现锰的再利用。其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ,在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化学方程式是_______。
(2)溶液a的主要成分为NH4Cl,另外还含有少量ZnCl2等。
① 溶液a呈酸性,原因是______。
② 根据如图所示的溶解度曲线,将溶液a______(填操作),可得NH4Cl粗品。
③ 提纯NH4Cl粗品,有关性质数据如下:
化合物 | ZnCl2 | NH4Cl |
熔点 | 365℃ | 337.8℃分解 |
沸点 | 732℃ | ------------- |
根据上表,设计方案提纯NH4Cl:________。
(3)检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+:取少量溶液,加入_______(填试剂和现象),证明溶液中Fe3+沉淀完全。
(4)探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。
ⅰ.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡;再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
① 用化学方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因:________。
② 解释试剂加入顺序不同,MnO2作用不同的原因:________。
上述实验说明,试剂加入顺序不同,物质体现的性质可能不同,产物也可能不同。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
锰锌铁氧体是应用广泛的高性能磁性材料。现以akg废旧碱性锌锰电池为原料(含锰元素的物质:MnO2占b%,MnOOH占c%)制备锰锌铁氧体,主要流程如下:
(1)酸浸废电池时,被溶解生成Zn2+的物质有 ,SO2的作用是 (填字母编号)。
A. 漂白剂 B. 沉淀剂 C. 氧化剂 D. 还原剂
(2)除汞是以氮气为载体吹入滤液带出汞蒸汽,经KMnO4溶液吸收而实现的。如图是KMnO4溶液处于不同pH时对应的单位时间Hg去除率变化图,图中物质为Hg与MnO4-在该pH范围反应的主要产物。
①pH<6时反应的离子方程式为___________。
②汞的去除速率随pH变化的规律是_________。
(3)锌锰干电池中MnO2可以用碳酸锰在空气中煅烧制得。
已知25℃,101 kPa时:2MnO(s)+O2(g)==2MnO2(s) ∆H=-272.0 kJ/mol
MnCO3(s)==MnO(s)+CO2(g) ∆H=+116.6 kJ/mol
碳酸锰在空气中煅烧反应生成MnO2的热化学方程式是 。
(4)x=0.2的锰锌铁氧体具有较高的饱和磁场强度,该锰锌铁氧体的组成用氧化物形式(最简整数比)表示为 。若制得这种锰锌铁氧体的质量为100 kg,在制取过程中不考虑损耗,需补充硫酸锰晶体(MnSO4·H2O) kg。(只列出计算式)
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析