以鋅錳廢電池中的碳包(含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物質(zhì) )為原料回收MnO2的工藝流程如下:
I.將碳包中物質(zhì)烘干,用足量稀HNO3溶解金屬單質(zhì),過濾,得濾渣a;
Ⅱ.將濾渣a在空氣中灼燒除去碳粉,得到粗MnO2;
Ⅲ.向粗MnO2中加入酸性H2O2溶液,MnO2溶解生成Mn2+,有氣體生成;
Ⅳ.向III所得溶液(pH約為6)中緩慢滴加0.50mol?L-1 Na2CO3溶液,過濾,得濾渣b,其主要成分為
MnCO3;
V.濾渣b經(jīng)洗滌、干燥、灼燒,制得較純的MnO2.
(1)Ⅰ中Ag與足量稀HNO3反應(yīng)生成NO的化學(xué)方程式為3Ag+4HNO3═3AgNO3+NO↑+2H2O3Ag+4HNO3═3AgNO3+NO↑+2H2O.
(2)已知Ⅱ的灼燒過程中同時(shí)發(fā)生反應(yīng):
MnO2(s)+C(s)═MnO(s)+CO(g)△H=+24.4kJ?mol- 1
MnO2(s)+CO(g)═MnO(s)+CO2(g)△H=-148.1kJ?mol- 1
寫出MnO2和C反應(yīng)生成MnO和CO2的熱化學(xué)方程式:2MnO2(s)+C(s)═2MnO(s)+CO2(g)△H=-123.7 kJ?mol-12MnO2(s)+C(s)═2MnO(s)+CO2(g)△H=-123.7 kJ?mol-1.
(3)H2O2分子中含有的化學(xué)鍵類型為極性鍵極性鍵、非極性鍵非極性鍵.
(4)Ⅲ中MnO2溶解的化學(xué)方程式為MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2OMnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O,溶解一定量的MnO2,H2O2的實(shí)際消耗量比理論值高,用化學(xué)方程式解釋原因:2H2O2═O2↑+2H2O2H2O2═O2↑+2H2O.
(5)Ⅳ中,若改為“向0.50mol?L-1 Na2CO3溶液中緩慢滴加Ⅲ所得溶液”,濾渣b中會(huì)混有較多Mn(OH)2沉淀,解釋其原因:Na2CO3溶液pH>7顯堿性,III所得溶液pH約為6 顯弱酸性,后者滴加到前者中,溶液中c(OH-)較大,Mn2+與OH-生成Mn (OH)2沉淀Na2CO3溶液pH>7顯堿性,III所得溶液pH約為6 顯弱酸性,后者滴加到前者中,溶液中c(OH-)較大,Mn2+與OH-生成Mn (OH)2沉淀.
(6)V中MnCO3在空氣中灼燒的化學(xué)方程式為2MnCO3+O2 △ 2MnO2+2CO22MnCO3+O2 △ 2MnO2+2CO2.
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【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】3Ag+4HNO3═3AgNO3+NO↑+2H2O;2MnO2(s)+C(s)═2MnO(s)+CO2(g)△H=-123.7 kJ?mol-1;極性鍵;非極性鍵;MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O;2H2O2═O2↑+2H2O;Na2CO3溶液pH>7顯堿性,III所得溶液pH約為6 顯弱酸性,后者滴加到前者中,溶液中c(OH-)較大,Mn2+與OH-生成Mn (OH)2沉淀;2MnCO3+O2 2MnO2+2CO2
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:48引用:3難度:0.3
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(6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知:ⅰ.固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%。樣品起始質(zhì)量-剩余固體質(zhì)量樣品起始質(zhì)量
ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
①280℃時(shí)煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
a.恒溫280℃,60~120min
b.恒溫300℃,240~300min
c.恒溫350℃,240~300min
d.恒溫550℃,60~120min
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