Question

锰的单质及其化合物在生产、生活中有广泛应用。

（1）碱性锌锰电池广泛应用于日常生活。电池的总反应式为：Zn(s)＋2MnO₂(s)＋2H₂O(l)===Zn(OH)₂(s)＋2MnOOH(s)。该电池的正极反应式为              。

（2）某学习小组拟以废旧干电池为原料制取锰，简易流程如下：

①加入浓盐酸溶解废旧电池内黑色物质过程中保持通风，其原因是           。

②从产品纯度、环保等角度考虑，X宜选择              （填代号）。

A．焦炭    B．铝      C．氢气    D．一氧化碳

③写出碳酸锰在空气中灼烧生成四氧化三锰的化学方程式              。

（3）电解硫酸锰溶液法制锰又叫湿法冶锰。以菱锰矿（主要成份是MnCO₃，主要杂质是Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺）为原料制备锰的工艺流程如下：

 

已知：NiS 、CoS均难溶于水。部分氢氧化物的pH如下表：（若某离子浓度小于等于10^5mol·L^1，则认为完全沉淀）

物质	Fe(OH)2	Ni(OH)2	Co(OH)2	Mn(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀pH	7.5	7.7	7.6	8.3	2.7
完全沉淀pH	9.7	8.4	8.5	9.8	3.8

①浸出槽内MnO₂的作用是（用离子方程式表示）                  。

②加入氨水调节浸出槽中溶液的pH范围为                  。

③电解槽阴极的电极反应式为                             。

Answer

（1）MnO2＋H2O＋e＝MnOOH＋OH；（2）①二氧化锰与浓盐酸反应会产生有毒的氯气；② C； ③ 6MnCO3＋O22Mn3O4＋6CO2；（3）①MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；②3.8≤pH＜8.3；③Mn2+＋2e＝Mn。

【解析】

试题分析：（1）正极上得到电子，化合价降低，发生还原反应，Mn的化合价降低，MnO2在正极上得电子，根据总电极反应式为：MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－；(2)①废电池中含有MnO2，MnO2和浓盐酸反应产生Cl2，MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，氯气有毒，因此注意通风；②A、用焦炭，得到Mn含有焦炭，且容易产生温室气体，故错误；B、Mn中可能含有未反应铝，产品不纯，故错误；C、用氢气得到的是水，对环境无污染，故正确；D、CO有毒，未反应的CO污染空气，故错误；③MnCO3中Mn为＋2价，Mn3O4中Mn为＋8/3价，化合价升高，氧气参与反应，反应方程式为6MnCO3＋O22Mn3O4＋6CO2；（3）①根据流程图以及信息，弃渣A为Fe(OH)3，MnO2的作用是把Fe2＋氧化成Fe3＋，然后调节pH除去Fe3＋，因为Fe(OH)3全部变为沉淀的时，Mn元素没有沉淀，如果是Fe(H)2完全沉淀，则Mn一部分全化成沉淀，MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；②氨水调节pH，使Fe3＋变成Fe(OH)3，减少Mn的损耗，因此pH的范围是3.8≤pH＜8.3；③阴极是得电子的，Mn2＋＋2e－=Mn。

考点：考查电极反应式的书写、氯气的制备、氧化还原反应方程式的书写等知识。