.以廢舊鋅錳電池初步處理分選出的含錳廢料(MnO2、MnOOH、MnO 及少量Fe、Pb等) 為原料製備高純M...

問題詳情：

.以廢舊鋅錳電池初步處理分選出的含錳廢料(MnO2、MnOOH、MnO 及少量Fe、Pb等) 為原料製備高純MnCl2·xH2O,實現錳的再生利用。其工作流程如下：

資料a．Mn的金屬活動*強於Fe；Mn2+在**條件下比較穩定，pH高於5.5時易被O2氧化。

資料b．生成*氧化物沉澱的pH

注： 金屬離子的起始濃度為0.1 mol·L-1

（1）過程Ⅰ的目的是浸出錳。經檢驗濾液1中含有的陽離子為Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。

①MnOOH 與濃鹽*反應的離子方程式是_______________________________。

②檢驗濾液1中只含Fe3+不含Fe2+的*作和現象是：_________________________________________。

③Fe3+由Fe2+轉化而成，可能發生的反應有：

a．2Fe2++Cl2=2Fe3+2Cl-

b．4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O

c．……

寫出c的離子方程式：____________________。

（2）過程Ⅱ的目的是除鐵。有如下兩種方法，

ⅰ．氨水法：將濾液1先稀釋，再加適量10%的氨水，過濾。

ⅱ．焙燒法：將濾液1濃縮得到的固體於290℃焙燒，冷卻，取焙燒物，加水溶解，過濾，再加鹽**化至pH 小於5.5。

已知：焙燒中發生的主要反應為2FeCl3+3O2=2Fe2O3+3Cl2，MnCl2和PbCl2不發生變化。

①氨水法除鐵時，溶液pH 應控制在_____________之間。

②兩種方法比較，氨水法除鐵的缺點是____________。

（3）過程Ⅲ的目的是除鉛。加入的試劑是____________。

（4）過程Ⅳ所得固體中的x的測定如下，取m1g樣品，置於*化*氛圍中加熱至失去全部結晶水時，質量變為m2g。則x=____________。

【回答】

   (1). 2MnOOH+6H++2Cl-2Mn2++Cl2↑+4H2O    (2). 取少量濾液1於試管中，滴入鐵*化鉀溶液，無藍*沉澱生成或另取少量濾液1於試管中，滴加KSCN溶液，變紅    (3). MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O 或MnOOH+3H++Fe2+=Mn2++Fe3++2H2O    (4). 3.2～6.5    (5). 引入雜質NH4+    (6). Mn    (7). 7(m1-m2)/m2

【解析】

（1）①含錳廢料（MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）與濃鹽*反應，過濾濾液1中含有的陽離子為Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+，所以濃鹽*與MnOOH反應，Mn元素化合價降低到+2價，-1價的Cl-被氧化產生*氣，離子方程式：2MnOOH+6H++2Cl-2Mn2++Cl2↑+4H2O；②要檢驗濾液1中只含Fe3+不含Fe2+，取濾液1分在2支試管中，一支試管中滴加鐵*化鉀溶液，無明顯變化，說明濾液1中無Fe2+，另一支試管中滴加KSCN溶液，溶液變紅說明濾液1中有Fe3+；③Fe3+由Fe2+轉化而成，可能是由*氣、氧氣氧化Fe2+，也可能由MnO2、MnOOH氧化Fe2+，所以可能發生的反應為：MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O 或MnOOH+3H++Fe2+=Mn2++Fe3++2H2O正確*為：MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O 或MnOOH+3H++Fe2+=Mn2++Fe3++2H2O；

（2）①根據題幹資訊：Fe(OH)3開始沉澱的PH=1.9，完全沉澱的PH=3.2，Mn(OH)2開始沉澱的PH=8.1，Pb(OH)2開始沉澱的PH=6.5，調節pH除去鐵離子，pH大於3.2時，鐵離子沉澱完全，鉛離子、錳離子不能沉澱，所以pH應小於6.5，正確*為：3.2～6.5；②氨水法除鐵的過程中存在NH4+離子，所以兩種方法比較，此方法的缺點是引入雜質NH4+，正確*是：引入雜質NH4+離子；

（3）根據題幹資訊：Mn的金屬活動*強於Fe和金屬活動順序表可知：Mn的金屬*比Pb強，因此加入錳，將鉛離子置換與溶液分離，自身生成錳離子，不引入雜質，正確*是：加入的試劑是Mn；

（4）m1gMnCl2•xH2O置於*化*氛圍中加熱至失去全部結晶水時，生成MnCl2質量為m2g，則結晶水的質量為m（H2O）=（m1-m2）g，根據方程式MnCl2·xH2OMnCl2+xH2O計算：126:18x=m2:(m1-m2),x=7(m1-m2)/m2，正確*：x=7(m1-m2)/m2。

知識點：電離平衡 水解平衡

題型：綜合題