廢舊物的回收利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境.某研究小組同學(xué)以廢舊鋅錳干電池為原料,將廢舊電池含鋅部分轉(zhuǎn)化成ZnSO
4?7H
2O,含錳部分轉(zhuǎn)化成純度較高的MnO
2,將NH
4Cl溶液應(yīng)用于化肥生產(chǎn)中,實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)操作②中所用的加熱儀器應(yīng)選
坩堝
坩堝
(填“蒸發(fā)皿”或“坩堝”).
(2)將溶液A處理的第一步是加入氨水調(diào)節(jié)pH為9,使其中的Fe
3+和Zn
2+ 沉淀,請寫出氨水和Fe
3+反應(yīng)的離子方程式:
Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
.
(3)操作⑤是為了除去溶液中的Zn
2+.已知25℃時(shí),一些數(shù)據(jù)見下表:
NH3?H2O的Kb |
Zn 2+完全沉淀的pH |
Zn(OH)2溶于堿的pH |
1.8×10-5 |
8.9 |
>11 |
由上表數(shù)據(jù)分析應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH最好為
a
a
(填字母).
a.9 b.10 c.11
(4)MnO
2精處理的主要步驟:
步驟1:用3%H
2O
2和6.0mol?L
-1的H
2SO
4的混合液將粗MnO
2溶解,加熱除去過量H
2O
2,得MnSO
4溶液(含少量Fe
3+ ).反應(yīng)生成MnSO
4的離子方程式為
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑
MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑
.
步驟2:冷卻至室溫,滴加10%氨水調(diào)節(jié)pH為6,使Fe
3+ 沉淀完全,再加活性炭攪拌,抽濾.加活性炭的作用是
吸附聚沉,有利于氫氧化鐵形成較大沉淀顆粒
吸附聚沉,有利于氫氧化鐵形成較大沉淀顆粒
.
步驟3:向?yàn)V液中滴加0.5mol?L
-1的Na
2CO
3溶液,調(diào)節(jié)pH至7,濾出沉淀、洗滌、干燥,并在空氣中灼燒至黑褐色,生成MnO
2.灼燒過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為
.
(5)查文獻(xiàn)可知,粗MnO
2的溶解還可以用鹽酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO
3固體.
①在鹽酸和硝酸溶液的濃度均為5mol?L
-1、體積相等和最佳浸泡時(shí)間下,浸泡溫度對MnCO
3產(chǎn)率的影響如圖1,由圖看出兩種酸的最佳浸泡溫度都在
60
60
℃左右.
②在最佳溫度、最佳浸泡時(shí)間和體積相等下,酸的濃度對MnCO
3產(chǎn)率的影響如圖2,由圖看出硝酸的最佳濃度應(yīng)選擇
6
6
mol?L
-1左右.