Question

【题目】以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料（MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）为原料制备高纯MnCl2·xH2O，实现锰的再生利用。其工作流程：

资料a．Mn的金属活动性强于Fe，Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化。

资料b．生成氢氧化物沉淀的pH

	Mn(OH)2	Pb(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀时	8.1	6.5	1.9
完全沉淀时	10.1	8.5	3.2

注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1

（1）过程Ⅰ的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。

①MnO2与浓盐酸反应的离子方程式是_____________。

②检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是：取少量滤液1于试管中，滴入铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成；另取少量滤液1于试管中，_____________。

③Fe3+由Fe2+转化而成，可能发生的反应有：

a．2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－

b．4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O

c．......

写出c的离子方程式：_____________。

（2）过程Ⅱ的目的是除铁。有如下两种方法：

ⅰ.氨水法：将滤液1先稀释，再加适量10%的氨水，过滤。

ⅱ.焙烧法：将滤液1浓缩得到的固体于290℃焙烧，冷却，取焙烧物......。

已知：焙烧中发生的主要反应为2FeCl3+3O2=2Fe2O3+3Cl2，MnCl2和PbCl2不发生变化。

①氨水法除铁时，溶液pH应控制在_____________之间。

②补全ⅱ中的操作：_____________。

③两种方法比较，氨水法除铁的缺点是_____________。

（3）过程Ⅲ的目的是除铅。加入的试剂是_____________。

（4）过程Ⅳ所得固体中的x的测定如下：取m1g样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，质量变为m2g。则x=_____________。

Answer 1

【答案】MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O 滴加KSCN溶液，变红 MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O或MnOOH+3H++Fe2+=Mn2++Fe3++2H2O 3.2~5.5 加水溶解，快速过滤，再加盐酸酸化至pH小于5.5 引入杂质NH4+ 锰

【解析】

含锰废料（MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等）与浓盐酸反应，过滤滤液1中含有的阳离子为Mn2＋、Fe3＋、Pb2＋和H＋，过程II除去铁离子，过程III用锰除去铅离子。

（1）①MnO2与浓盐酸反应产生氯气，反应的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O ，故答案为：MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O 。

②亚铁离子与铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀，铁离子使KSCN溶液显红色，检验滤液1中只含Fe3＋不含Fe2＋的操作和现象是：取少量滤液1于试管中，滴入铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成，另取少量滤液1于试管中，滴加KSCN溶液，变红，

故答案为：取少量滤液1于试管中，滴入铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成，另取少量滤液1于试管中，滴加KSCN溶液，变红；

③Fe3+由Fe2+转化而成，由a、b两个方程式得：可能由氯气、氧气氧化，也可能由二氧化锰氧化，反应的离子方程式为：MnO2+4H＋+2Fe2＋=Mn2＋+2Fe3＋+2H2O，故答案为：MnO2+4H＋+2Fe2＋=Mn2＋+2Fe3＋+2H2O；

（2）①调节pH除去铁离子，pH大于3.2时，铁离子沉淀完全，铅离子、锰离子不能沉淀，小于5.5时锰离子不易氧化，故pH应小于5.5，

故答案为：3.2～5.5；

②补全ⅱ中的操作：加水溶解，快速过滤，再加盐酸酸化至pH小于5.5 ，故答案为：加水溶解，快速过滤，再加盐酸酸化至pH小于5.5 。

③两种方法比较，氨水法除铁的缺点是：氨水法除铁的过程中，会引入杂质NH4＋，

故答案为：引入杂质NH4＋；

（3）过程Ⅲ的目的是除铅。用活泼金属置换不活泼金属，加入锰，将铅离子置换与溶液分离，自身生成锰离子，不引入杂质，故答案为：Mn；

（4）过程Ⅳ所得固体中的x的测定如下：取m1g样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，质量变为m2g。m1gMnCl2·xH2O置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，生成MnCl2质量为m2g，则n（MnCl2）=，结晶水的质量为（m1-m2）g，n（H2O）=，则1：x=n（MnCl2）：n（H2O），解得：x=，

故答案为：。