Question

鋅錳廢電池經處理后，生產并回收硫酸鋅及碳酸錳，其中生產工業(yè)級碳酸錳工藝如下：

試回答下列問題：

(1)錳在元素周期表中位于第________周期，第________族。

(2)步驟1和步驟2是將MnO2轉化為MnO并溶于硫酸，其中步驟2中的氫氣，是另一個流程產生的副產品，請寫出產生氫氣的反應方程式__________________________。

(3)步驟3和步驟4都是除雜質。

①X是一種“綠色”氧化劑，則X是________(填化學式)。

②步驟3是除去雜質Fe2＋。請用文字和必要的方程式簡述除去Fe2＋的方法(已知三種離子沉淀的pH范圍為Fe3＋：2.7～3.7，Mn2＋：8.6～10.1，Fe2＋：7.6～9.6)_________________________________________________________。

③步驟4中主要反應方程式為：MeSO4＋BaS=MeS↓＋BaSO4↓(Me主要為Pb、Cd、Hg等)，則其除去雜質的原理是_________________________________________________。

(4)已知進行步驟5的操作時，溶液3(主要成分為MnSO4)會產生大量無色無味的氣泡，則步驟5反應的化學方程式為_______________________________________。

 

Answer 1

(1)四　ⅦB

(2)Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑

(3)①H2O2　②在酸性條件下加入雙氧水，將Fe2＋氧化成Fe3＋、2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，調節(jié)pH至3.7～8.6，使Fe3＋沉淀完全，Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3＋3H＋　③以BaS為沉淀劑，使Pb2＋、Cd2＋、Hg＋等金屬離子，生成更難溶的硫化物而除去

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

【解析】(2)廢電池回收硫酸鋅和碳酸錳，故另一個工藝是制取硫酸鋅，鋅皮與稀硫酸反應生成氫氣：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑

(3)①具有強氧化性的“綠色”氧化劑，顯然是H2O2，它的加入也不會引入新的雜質。②由題給的三種離子沉淀pH可知，為除去Fe2＋、Fe3＋，應將Fe2＋先氧化為Fe3＋，然后調節(jié)溶液的pH在3.7～8.6之間，以便除凈Fe3＋而不損失Mn2＋。③難溶電解質有生成更難溶電解質的趨勢，故利用沉淀的轉化實現(xiàn)了除去Pb2＋、Cd2＋、Hg＋。

(4)根據(jù)氣體是無色無味，可知該氣體是CO2，故該反應的化學方程式為MnSO4＋2NH4HCO3=(NH4)2SO4＋MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。