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0.50mol•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)Ⅰ中Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为3Ag+4HNO3═3AgNO3+NO↑+2H2O3Ag+4HNO3═3AgNO3+NO↑+2H2O.
(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=+24.4kJ•mol- 1
MnO2(s)+CO(g)═MnO(s)+CO2(g)△H=-148.1kJ•mol- 1
写出MnO2和C反应生成MnO和CO2的热化学方程式: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分子中含有的化学键类型为极性键极性键、非极性键非极性键.
(4)Ⅲ中MnO2溶解的化学方程式为MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2OMnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O,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:2H2O2═O2↑+2H2O2H2O2═O2↑+2H2O.
(5)Ⅳ中,若改为“向0.50mol•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:Na2CO3溶液pH>7显碱性,III所得溶液pH约为6 显弱酸性,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Na2CO3溶液pH>7显碱性,III所得溶液pH约为6 显弱酸性,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.
(6)V中MnCO3在空气中灼烧的化学方程式为2MnCO3+O2 △ 2MnO2+2CO22MnCO3+O2 △ 2MnO2+2CO2.
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【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】3Ag+4HNO3═3AgNO3+NO↑+2H2O;2MnO2(s)+C(s)═2MnO(s)+CO2(g)△H=-123.7 kJ•mol-1;极性键;非极性键;MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O;2H2O2═O2↑+2H2O;Na2CO3溶液pH>7显碱性,III所得溶液pH约为6 显弱酸性,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;2MnCO3+O2 2MnO2+2CO2
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【解答】
【点评】
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