Question

（14分）
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0.50 mol?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）Ι中Ag与足量稀HNO₃反应生成NO的化学方程式为        。
（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       ①
MnO₂(s) + CO(g) ="==" MnO(s) + CO₂(g) △H = -148.1 kJ ? mol ^–1      ②
写出MnO₂和C反应生成MnO和CO₂的热化学方程式：        。
（3）H₂O₂分子中含有的化学键类型为         、       。
（4）III中MnO₂溶解的离子方程式为        ，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：       。
（5）IV中，若改为“向0.50 mol?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：         。
（6）V中MnCO₃在空气中灼烧的化学方程式为      。

Answer 1

（14分）
（1）3Ag + 4HNO₃="==" 3AgNO₃+NO­+ 2H₂O
注：写“△”不扣分，写成离子方程式不扣分。
（2）2MnO₂(s) + C(s) ="==" 2MnO(s) + CO₂(g) △H = -123.7 kJ ? mol ^-1

MnO2

（3）极性键、非极性键      注：每空各1分，只写“共价键”的扣1分。

（4）MnO₂ + H₂O₂ + 2H⁺ ="==" Mn²⁺ + O₂­ + 2H₂O；   2H₂O₂ ="===" O₂­+ 2H₂O

△

（5）Na₂CO₃溶液pH>7显碱性，III所得溶液pH约为6 显弱酸性（1分），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（或答CO₃^2-的水解平衡正向移动生成Mn (OH)₂沉淀）（1分）。

（6）2MnCO₃ + O₂ ="==" 2MnO₂ + 2CO₂ 注：写“加热”、“高温”不扣分。

试题分析：（1）Ag与足量稀HNO₃反应生成NO的化学方程式为3Ag + 4HNO₃="==" 3AgNO₃+NO­+ 2H₂O
（2）根据盖斯定律目标方程式= ①  +②，所以MnO₂和C反应生成MnO和CO₂的热化学方程式为2MnO₂(s) + C(s) ="==" 2MnO(s) + CO₂(g) △H = -123.7 kJ ? mol ^-1
（3）过氧化氢是共价化合物，分子中含有极性共价键、非极性共价键；
（4）MnO₂中加入酸性H₂O₂溶液，MnO₂溶解生成Mn²⁺，有气体生成；锰元素的化合价降低，则过氧化氢中氧元素的化合价升高，所以该气体是氧气，离子方程式为MnO₂ + H₂O₂ + 2H⁺ ="==" Mn²⁺ + O₂­ + 2H₂O；因为过氧化氢在二氧化锰存在的条件下会发生分解反应，生成氧气和水，用化学方程式表示为

MnO2

2H₂O₂ ="===" O₂­+ 2H₂O；

（5）Na₂CO₃溶液水解使溶液pH>7显碱性，III所得溶液pH约为6 显弱酸性（1分），后者滴加到前者中，氢离子与水解生成的碳酸氢根离子反应生成二氧化碳气体，使水解平衡正向移动，溶液中c(OH^-)较大，Mn²⁺与OH^-生成Mn (OH)₂沉淀；

△

（6）MnCO₃在空气中灼烧的反应类似与碳酸钙的分解反应，化学方程式为

2MnCO₃ + O₂ ="==" 2MnO₂ + 2CO₂