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锰锌铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。现以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的...

锰锌铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。现以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下:

(1)碱性锌锰干电池(电解质为 KOH)中 MnO2参与反应的电极反应式为______________________

(2) 用硫酸酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有________________________(任写一点)。酸浸时,二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为___________________

(3) 活性铁粉除汞时,铁粉的作用是______________ (填“氧化剂” 或“还原剂” 或“吸附剂” ) 。

(4) 除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经 KMnO4溶液进行吸收而实现的。 在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率的影响及主要产物如图所示。

①请根据该图给出 pH对汞吸收率影响的变化规律: __________________________

②试分析在强酸性环境下 Hg 的单位时间吸收率高的原因可能是: _______________

(5)经测定滤液成分后同时加入一定量的 MnSO4和铁粉的目的是________________

(6)当 x=0.2 时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强,试用氧化物的形式表示该铁氧体组成_________

 

MnO2 +e-+H2O=MnOOH+OH- 加热、搅拌、增大硫酸浓度等 MnO2 + H2O2 + H2SO4=MnSO4 +O2↑ + 2H2O 还原剂 随 pH的升高汞的吸收率先降低后增加 Mn2+具有催化作用,单位时间内吸收率高 调节滤液离子的成分,符合水热后获得锰锌铁氧化体组成 MnO·4ZnO·5Fe2O3 【解析】(1)碱性锌锰干电池(电解质为 KOH)中 MnO2作为正极材料并得电子产生MnOOH,其反应的电极反应式为:MnO2 +e-+H2O=MnOOH+OH-;(2)影响化学反应速率的因素有温度、反应物的深度、接触面积、压强等,故结合生产实际,用硫酸酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有:加热、搅拌、增大硫酸浓度等;根据流程可知,酸浸时,二氧化锰被双氧水还原生成硫酸锰,双氧水被氧化产生氧气,其反应的化学方程式为:MnO2 + H2O2 + H2SO4=MnSO4 +O2↑ + 2H2O;(3)铁是活泼的金属,所以活性铁粉除汞时,铁粉的作用是还原剂。(4)①根据图像可知,随着pH的升高汞的去除率先降低后增加;②根据图像可知,在强酸性条件下,MnO4-的还原产物是Mn2+,Mn2+具有催化作用,所以单位时间内吸收率高;(5)根据锰锌铁氧化体组成可知,加入一定量的MnSO4和铁粉可以调节滤液离子的成分,使其符合水热后获得锰锌铁氧化体组成;(6)当x=0.2时,该物质的化学式可表示为Mn0•2Zn0•8Fe2O4,即Mn、Zn、Fe的原子个数之比=1:4:10,所以用氧化物形式可表示为MnO•4ZnO•5Fe2O3。 点睛:本题考查氧化还原反应的有关应用、判断、计算,图像分析,物质组成的计算以及反应条件的控制等。正确理解好化工流程中各步骤操作目的是解答本题的关键。  
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实验

pH

现象

a

10

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b

6

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c

2

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根据实验现象,分析X                

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