问题 填空题

锌锰废电池经处理后,生产并回收硫酸锌及碳酸锰,其中生产工业级碳酸锰工艺如下:

试回答下列问题:

(1)锰在元素周期表中位于第________周期,第________族。

(2)步骤1和步骤2是将MnO2转化为MnO并溶于硫酸,其中步骤2中的氢气,是另一个流程产生的副产品,请写出产生氢气的反应方程式__________________________。

(3)步骤3和步骤4都是除杂质。

①X是一种“绿色”氧化剂,则X是________(填化学式)。

②步骤3是除去杂质Fe2。请用文字和必要的方程式简述除去Fe2的方法(已知三种离子沉淀的pH范围为Fe3:2.7~3.7,Mn2:8.6~10.1,Fe2:7.6~9.6)_________________________________________________________。

③步骤4中主要反应方程式为:MeSO4+BaS=MeS↓+BaSO4↓(Me主要为Pb、Cd、Hg等),则其除去杂质的原理是_________________________________________________。

(4)已知进行步骤5的操作时,溶液3(主要成分为MnSO4)会产生大量无色无味的气泡,则步骤5反应的化学方程式为_______________________________________。

答案

(1)四 ⅦB

(2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2

(3)①H2O2 ②在酸性条件下加入双氧水,将Fe2氧化成Fe3、2Fe2+H2O2+2H=2Fe3+2H2O,调节pH至3.7~8.6,使Fe3沉淀完全,Fe3+3H2OFe(OH)3+3H ③以BaS为沉淀剂,使Pb2、Cd2、Hg等金属离子,生成更难溶的硫化物而除去

(4)MnSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2

(2)废电池回收硫酸锌和碳酸锰,故另一个工艺是制取硫酸锌,锌皮与稀硫酸反应生成氢气:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2

(3)①具有强氧化性的“绿色”氧化剂,显然是H2O2,它的加入也不会引入新的杂质。②由题给的三种离子沉淀pH可知,为除去Fe2、Fe3,应将Fe2先氧化为Fe3,然后调节溶液的pH在3.7~8.6之间,以便除净Fe3而不损失Mn2。③难溶电解质有生成更难溶电解质的趋势,故利用沉淀的转化实现了除去Pb2、Cd2、Hg

(4)根据气体是无色无味,可知该气体是CO2,故该反应的化学方程式为MnSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O。

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多项选择题