Question

（14分）

以锌锰废电池中的碳包（含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO₂等物质 ）为原料回收MnO₂的工艺流程如下：

I.  将碳包中物质烘干，用足量稀HNO₃溶解金属单质，过滤，得滤渣a；

II. 将滤渣a在空气中灼烧除去碳粉，得到粗MnO₂；

III. 向粗MnO₂中加入酸性H₂O₂溶液，MnO₂溶解生成Mn²⁺，有气体生成；

IV. 向III所得溶液（pH约为6）中缓慢滴加0.50 mol•L^-1 Na₂CO₃溶液，过滤，得滤渣b，其主要成分为MnCO₃；

V. 滤渣b经洗涤、干燥、灼烧，制得较纯的MnO₂。

（1）Ι中Ag与足量稀HNO₃反应生成NO的化学方程式为     。

（2）已知II的灼烧过程中同时发生反应：

MnO₂(s) + C(s) === MnO(s) + CO (g)  △H = +24.4 kJ • mol ^{– 1}        ①

MnO₂(s) + CO(g) === MnO(s) + CO₂(g)  △H = -148.1 kJ • mol ^{– 1}       ②

写出MnO₂和C反应生成MnO和CO₂的热化学方程式：     。

（3）H₂O₂分子中含有的化学键类型为     、     。

（4）III中MnO₂溶解的离子方程式为     ，溶解一定量的MnO₂，H₂O₂的实际消耗量比理论值高，用化学方程式解释原因：                                 。

（5）IV中，若改为“向0.50 mol•L^-1 Na₂CO₃溶液中缓慢滴加III所得溶液”，滤渣b中会混有较多Mn(OH)₂沉淀，解释其原因：                                 。

（6）V中MnCO₃在空气中灼烧的化学方程式为     。

Answer

（14分）

（1）3Ag + 4HNO3 === 3AgNO3 +NO + 2H2O

注：写“△”不扣分，写成离子方程式不扣分。

（2）2MnO2(s) + C(s) === 2MnO(s) + CO2(g) △H = -123.7 kJ • mol -1

（3）极性键、非极性键 注：每空各1分，只写“共价键”的扣1分。

（4）MnO2 + H2O2 + 2H+ === Mn2+ + O2 + 2H2O； 2H2O2 ==== O2+ 2H2O

（5）Na2CO3溶液pH>7显碱性，III所得溶液pH约为6 显弱酸性（1分），后者滴加到前者中，溶液中c(OH-)较大，Mn2+与OH-生成Mn (OH)2沉淀（或答CO32-的水解平衡正向移动生成Mn (OH)2沉淀）（1分）。

（6）2MnCO3 + O2 === 2MnO2 + 2CO2 注：写“加热”、“高温”不扣分。

【解析】

试题分析：（1）Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为3Ag + 4HNO3 === 3AgNO3 +NO + 2H2O

（2）根据盖斯定律目标方程式= ① +②，所以MnO2和C反应生成MnO和CO2的热化学方程式为2MnO2(s) + C(s) === 2MnO(s) + CO2(g) △H = -123.7 kJ • mol -1

（3）过氧化氢是共价化合物，分子中含有极性共价键、非极性共价键；

（4）MnO2中加入酸性H2O2溶液，MnO2溶解生成Mn2+，有气体生成；锰元素的化合价降低，则过氧化氢中氧元素的化合价升高，所以该气体是氧气，离子方程式为MnO2 + H2O2 + 2H+ === Mn2+ + O2 + 2H2O；因为过氧化氢在二氧化锰存在的条件下会发生分解反应，生成氧气和水，用化学方程式表示为

2H2O2 ==== O2+ 2H2O；

（5）Na2CO3溶液水解使溶液pH>7显碱性，III所得溶液pH约为6 显弱酸性（1分），后者滴加到前者中，氢离子与水解生成的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳气体，使水解平衡正向移动，溶液中c(OH-)较大，Mn2+与OH-生成Mn (OH)2沉淀；

（6）MnCO3在空气中灼烧的反应类似与碳酸钙的分解反应，化学方程式为

2MnCO3 + O2 === 2MnO2 + 2CO2

考点：考查对化学方程式的记忆，由所给条件判断反应方程式及书写，化学键类型的判断，盖斯定律得应用，对工业流程的分析