Question

【题目】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 molL-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=+24.4 kJ mol -1

MnO2(s)+CO(g) = MnO(s)+CO2(g) △H=-148.1 kJ mol -1

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 molL-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

【答案】3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2H2O2MnO2(s)+C(s)= 2MnO(s)+CO2(g) △H =-123.7 kJmol-1极性键非极性键MnO2 +H2O2 +2H+ =Mn2+ +O2+2H2O2H2O2O2+2H2ONa2CO3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（或答CO32-的水解平衡正向移动生成Mn (OH)2沉淀）2MnCO3 + O2 2MnO2 + 2CO2

【解析】

（1）稀硝酸具有强氧化性，与银反应生成一氧化氮、硝酸银和水；

（2）依据盖斯定律进行解析；

（3同种非金属元素间易形成非极性共价键，不同种非金属元素之间易形成极性共价键；

（4）MnO2 与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应，同时，在二氧化锰作催化剂的条件下，双氧水发生分解；

（5）改为向0.50 molL-1 Na2CO3溶液中缓慢滴加含有锰离子的溶液，碳酸根离子水解平衡右移，生成Mn(OH)2沉淀；

（6）碳酸锰在空气中灼烧，能够被氧气氧化生成二氧化锰和二氧化碳；

（1）Ⅰ中Ag 与足量稀HNO3反应生成NO、AgNO3；化学方程式为：3Ag+4HNO3 =3AgNO3 +NO+2H2O；正确答案：3Ag+4HNO3 =3AgNO3 +NO+2H2O。

（2）①MnO2(s)+C(s) = MnO(s) + CO (g) △H=+24.4 kJ mol -1；②MnO2(s)+CO(g) = MnO(s)+CO2(g) △H=-148.1 kJ mol -1，根据盖斯定律①+②得到2MnO2(s)+C(s)= 2MnO(s)+CO2(g) △H =-123.7 kJmol-1 ；正确答案：2MnO2(s)+C(s)= 2MnO(s)+CO2(g) △H =-123.7 kJmol-1。

（3）H2O2为共价分子，含有氧氧非极性键和氢氧极性键；正确答案：极性键；非极性键。

（4）粗MnO2 中加入酸性H2O2溶液， MnO2溶解生成Mn2+ ，锰元素得电子，化合价降低，H2O2中氧元素失电子化合价升高，得到氧气，化学方程式为MnO2 +H2O2 +2H+ =Mn2+ +O2+2H2O；由于常温下存在过氧化氢分解，2H2O2O2+2H2O，所以加入H2O2的实际消耗量比理论值高；正确答案：MnO2 +H2O2 +2H+ =Mn2+ +O2+2H2O； 2H2O2O2+2H2O。

（5）碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，向0.50 molL-1 Na2CO3溶液中缓慢滴加Ⅲ所得溶液（显弱酸性），由于c(OH-)较大，Mn2+与OH-生成Mn(OH)2沉淀；正确答案：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（或答CO32-的水解平衡正向移动生成Mn(OH)2沉淀）。

（6）MnCO3在空气中灼烧得到MnO2，锰元素失电子化合价升高，氧元素得电子化合价降低，化学方程式为2MnCO3 +O2 2MnO2 + 2CO2；正确答案：2MnCO3 + O2 2MnO2 + 2CO2。