锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆主要成分为MnO2，含少量...

锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆主要成分为MnO2，含少量Al2O3、Fe2O3、Fe2O、SiO2等杂质为原料制备锰酸锂的流程如下图所示。

⑴溶浸过程中，为提高SO2吸收率，可采取的措施有________填字母。

a.不断搅拌，使SO2和软锰矿浆充分接触 b. 增大通入SO2的速率

c. 减小软锰矿浆的进入量 d. 减小通入SO2的速率

⑵已知：室温下，Ksp[Al(OH)3] =1×10-33，Ksp[Fe(OH)3] =1×10-39，pH =7.1时Mn(OH)2开始沉淀。氧化除杂(室温)是除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度小于1×10-6 mol·L－1)，则需调节溶液pH的范围为________。

⑶硫酸锰与K2S2O8溶液在常温下混合一周，可慢慢得到球形二氧化锰(MnO2)。请写出发生反应的离子方程式：________。

⑷将MnO2和Li2CO3按物质的量4:1进行配料，充分搅拌，混合均匀然后升温至600～700℃，制取产品LiMn2O4。写出该反应的化学方程式：________。该反应中氧化剂为_______(填化学式)。

⑸锰酸锂可充电电池的总反应为Li1-xMn2O4 + LixCLiMn2O4 + C(0 < x < 1)。

①充电时，电池的阳极反应式为________。

②废旧锰酸锂电池中可能残留单质锂，拆解不当易着火、爆炸，为了安全，拆解的注意事项是________。

ad 5.0 < pH < 7.1 Mn2+ + S2O82－ +2 H2O = MnO2↓+4H+ + 2 SO42－ 8MnO2 +2 Li2CO34LiMn2O4 + 2CO2↑+ O2↑ MnO2 LiMn2O4－xe－ = Li1-xMn2O4 + xLi+ 拆解环境保持干燥，拆解下的锂隔绝空气保存【解析】 ⑴溶浸过程中可以采取的措施不断搅拌使SO2和软锰矿浆充分接触或减小通入SO2的流速； ⑵除杂时显然只能除去Fe3+、Al3+，不能损失Mn2+，pH应该小于Mn(OH)2开始沉淀时的pH值，大于Fe3+、Al3+完全变成沉淀时的pH值，根据溶度积算出Fe3+、Al3+完全变成沉淀时的pH值； ⑶由题意可知，反应物为硫酸锰与K2S2O8，生成物之一为MnO2，再根据化合价升降相等和原子守恒配平离子反应方程式； ⑷将MnO2和Li2CO3反应后只有Mn的价态降低，必然有元素的化合价升高，C元素处在最高价态，不能升高，则只能是O元素价态升高，所以还有O2生成。 ⑸①放电时，先写出电池的正极发生还原反应，再写出充电时电池的阳极反应式；②废旧锰酸锂电池可能残留有单质锂，锂化学性质活泼，锂可与空气中的O2和H2O反应。 ⑴溶浸过程中，为提高SO2吸收率可采取的措施：可以采取的措施不断搅拌，使SO2和软锰矿浆充分接触或减小通入SO2的流速；故选ad； ⑵除杂时显然只能除去Fe3+、Al3+，不能损失Mn2+。由题意可知，室温下，pH =7.1时Mn(OH)2开始沉淀，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+，Al3+完全变成沉淀时的pH：Ksp[Al(OH)3] =1×10-33 = c(Al3+)×c3(OH－)，c(Al3+)= 1×10-6 mol·L－1，解得c(OH－) =1×10-6 mol·L－1，c(H+)= 1×10-5 mol·L－1，pH = 5，同理Fe3+完全变成沉淀时，Ksp[Fe(OH)3] =1×10-39 = c(Fe3+)×c3(OH－)，c(OH－) =1×10-11 mol·L－1，c(H+)= 1×10-3 mol·L－1，pH = 3，故pH范围是5.0 < pH < 7.1，故答案为：5.0 < pH < 7.1； ⑶由题意可知，反应物为硫酸锰与K2S2O8，生成物之一为MnO2，再根据化合价升降相等和原子守恒配平，则发生反应的离子反应方程式为Mn2+ + S2O82－+2 H2O = MnO2↓+4H+ + 2 SO42－；故答案为：Mn2+ + S2O82－+2 H2O = MnO2↓+4H+ + 2 SO42－； ⑷将MnO2和Li2CO3反应后只有Mn的价态降低，必然有元素的化合价升高，C元素处在最高价态，不能升高，则只能是O元素价态升高，所以还有O2生成。该反应的方程式为：8MnO2 +2 Li2CO34LiMn2O4 + 2CO2↑+ O2↑；MnO2中Mn元素被还原，是氧化剂；故答案为：8MnO2 +2 Li2CO34LiMn2O4 + 2CO2↑+ O2↑；MnO2； ⑸①放电时，电池的正极发生还原反应，反应式为Li1-xMn2O4 + xLi+ + xe－ = LiMn2O4，充电时电池的阳极反应式为：LiMn2O4 －xe－ = Li1-xMn2O4 + xLi+；故答案为：LiMn2O4－xe－ = Li1-xMn2O4 + xLi+。 ②废旧锰酸锂电池可能残留有单质锂，锂化学性质活泼，锂可与空气中的O2和H2O反应，对拆解的要求是：拆解环境保持干燥，拆解下的锂隔绝空气保存；故答案为：拆解环境保持干燥，拆解下的锂隔绝空气保存。

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考点分析：

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SPC(2Na2CO3∙3H2O2)具有Na2CO3和H2O2的双重性质，广泛应用于印染、医药卫生等领域。以芒硝(Na2SO4∙10H2O)、H2O2等为原料制备SPC的工艺流程如下：

回答下列问题：

⑴步骤Ⅰ中________填“有”或“没有”发生氧化还原反应。

⑵步骤Ⅱ中会生成一种可以循环使用的物质，该物质的化学式为________。

⑶步骤Ⅲ中需要加热，发生反应的化学方程式为_________________________________。

⑷步骤Ⅴ中，合成时需选择温度为15℃，其目的是___________。

⑸SPC的保存方法是_____________________________。

⑹过氧化氢用催化剂催化分解时生成水和氧原子，该氧原子非常活泼，称为活性氧。称量0.1600g样品，置于250mL锥形瓶中，并用100mL 0.5 mol·L－1硫酸溶解完全，立即用0.02000mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，滴定至终点时溶液颜色为________，且半分钟内不恢复为原来的颜色，进行三次平行实验，消耗KMnO4溶液的平均体积为26.56mL。另外，在不加样品的情况下按照上述过程进行空白实验，消耗KMnO4溶液的平均体积为2.24mL。该样品的活性氧含量为_______%。

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铈(Ce)是种重要的稀土元素。以富含CeO2的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3以及其他少量可溶于稀酸的杂质)为原料，采用多种方法回收铈。请回答下列问题：

已知：CeO2不溶于稀盐酸，也不溶于NaOH溶液。

⑴滤渣的成分是________，反应②的离子方程式是________。

⑵干法空气氧化法回收铈是把Ce(OH)3被空气氧化成Ce(OH)4，氧化过程中发生的化学反应方程式为________。两种制备Ce(OH)4的数据如下表：

干法空气氧化法	氧化温度	氧化率	氧化时间
暴露空气中	110～120	90	18
在对流空气氧化炉中	110～120	99	8

在对流空气氧化炉中大大缩短氧化时间的原因是________。

⑶利用电解方法也可以实现铈的回收。

①在酸性条件下电解Ce2O3(如图)：阳极电极反应式为________，离子交换膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。

②电解产物Ce(SO4)2是重要的氧化剂，将其配成标准溶液，在酸性条件下能测定工业盐中NaNO2的含量，写出发生反应的离子方程式________。

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Mn3O4是一种高性能结构材料，可由含钙镁离子的硫酸锰浸出液为原料制备。其工艺流程如图所示：

请回答下列问题：

⑴四氧化三锰(Mn3O4)中锰元素的化合价有+2价和+3价，其化学式可改写为________(选项字母)。

A. MnO∙ Mn2O3 B. 2MnO∙ MnO2 C. Mn2O∙ Mn2O3 D. MnO∙ MnO2

⑵是P2O4密度小于水的无色液体，用P2O4萃取碘水中的碘，振荡、静置后的现象为________。

⑶写出由Mn(OH)2制备Mn3O4的化学方程式：________。

⑷通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L－1时，沉淀完全。若要除去Ca2+、Mg2+，则残留液中c(F－)应不小于_______ mol·L－1，=________[已知：Ksp(CaF2) = 2.7×10-11，Ksp(MgF2) =6.5×10-9，，；保留三位有效数字]。