Question

【题目】以电解法生产金属锰产生的阳极泥中，其锰含量高达40%～50%，主要成分为MnO2的水合物，且含有显著量的Pb2+、Sn2+等重金属杂质。本工艺采用富含纤维素的木屑在较浓硫酸的作用下，膨胀、水解，生成葡萄糖；酸性条件下，葡萄糖与阳极泥中的二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。

回答下列问题：

（1）工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰，阳极的电极反应式为__________。

（2）配平“浸出”步骤中发生反应的化学方程式：C6 H12O6+_____MnO2+_____H2SO4=____MnSO4+____CO2↑+____H2O，_____________________

（3）若取消“除酸”操作步骤，将会产生______气体（写化学式）而污染环境。

（4）本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料，写出其化学式：__________。

（5）取一定量的阳极泥进行实验分析，得到如右图象。硫酸的最合适用量为_____mL，若再增加硫酸的用量，将会导致________。(写化学式)的消耗量增大。

（6）某阳极泥中MnO2的质量分数为50.0%，将174 g该阳极泥与320 g浓盐酸(溶质质量分数为36.5%)混合加热，则产生的氯气在标准状况下应少于_____L（精确到0.1，假设阳极泥中的其他成分不参与反应）。

Answer 1

【答案】 4OH- -4e- =2H2O+O2↑ 12，12，12，6，18 H2S或SO2 (NH4)2SO4 28 CaCO3 17. 9

【解析】（1）工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰，阳极的电极反应式为4OH- -4e- =2H2O+O2↑。

（2） “浸出”步骤中发生反应的化学方程式为C6H12O6+12MnO2+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O。

（3）若取消“除酸”操作步骤，后面加入硫化铵除重金属时，较浓的硫酸既有酸性又有强氧化性，其与硫化铵反应将会产生H2S或SO2气体而污染环境。

（4）本工艺的一种副产品硫酸铵是重要的农业生产资料，其化学式为(NH4)2SO4。

（5）由图象可知，硫酸的用量为28mL时，锰的浸出率最高，所以硫酸的最合适用量为28mL，若再增加硫酸的用量，将会导致后续除酸剂CaCO3的消耗量增大。

（6）174 g该阳极泥含MnO2的质量为87g，其物质的量为1mol；320 g浓盐酸(溶质质量分数为36.5%)含HCl的物质的量为3.2mol，由反应的化学方程式可知，浓盐酸不足，而且浓盐酸反应一段时间后其浓度减小到一定程度后，就不再反应了，则产生的氯气的物质的量要小于n(HCl)，即小于0.8mol，在标准状况下氯气的体积应少于17. 9L。