题目内容
回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等)，由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示。
根据上图所示步骤并参考表格数据，回答下列问题。
（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2与浓盐酸反应的离子方程方程式： _。
（2）酸浸时，浸出时间对锰浸出率的影响如下图所示，工业采用的是浸取60 min，其可能原因是 。
（3）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H2O2溶液，其作用是 。
（4）过滤I所得滤液经氧化后，需加入NaOH溶液调节pH约为5.1，其目的是 。
（5）过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn2+ 氧化得到MnO2，反应的离于方程式为 。
（6）工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。主要生产过程分两步进行：第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌以制取K2MnO4；第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。
① 第一步反应的化学方程式为 。
② 电解K2MnO4的浓溶液时，电解池中阴极的实验现象为 。
根据上图所示步骤并参考表格数据，回答下列问题。
| 物 质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
| Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
| Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
| Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2与浓盐酸反应的离子方程方程式： _。
（2）酸浸时，浸出时间对锰浸出率的影响如下图所示，工业采用的是浸取60 min，其可能原因是 。
（3）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H2O2溶液，其作用是 。
（4）过滤I所得滤液经氧化后，需加入NaOH溶液调节pH约为5.1，其目的是 。
（5）过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn2+ 氧化得到MnO2，反应的离于方程式为 。
（6）工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。主要生产过程分两步进行：第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌以制取K2MnO4；第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。
① 第一步反应的化学方程式为 。
② 电解K2MnO4的浓溶液时，电解池中阴极的实验现象为 。
（1）MnO2 + 4H+ + 2Cl- =Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O(3分)
（2）60min后，再延长浸出时间，增加生产成本，而浸出的量不明显；(2分）
（3）将Fe2+转化为Fe3+(2分）
（4）使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀，并防止Mn2+变成Mn(OH)2(2分)
（5）Mn2+ + H2O2 + 2OH- = MnO2↓+2H2O(3分)
（6）2MnO2 + 4KOH + O2= 2K2MnO4 + 2H2O(2分)；产生无色气泡(2分)
（2）60min后，再延长浸出时间，增加生产成本，而浸出的量不明显；(2分）
（3）将Fe2+转化为Fe3+(2分）
（4）使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀，并防止Mn2+变成Mn(OH)2(2分)
（5）Mn2+ + H2O2 + 2OH- = MnO2↓+2H2O(3分)
（6）2MnO2 + 4KOH + O2= 2K2MnO4 + 2H2O(2分)；产生无色气泡(2分)
试题分析：（1）用浓盐酸浸取锰粉后所得溶液含有Mn2+ ，所以MnO2与浓盐酸发生了氧化还原反应，结合学过的实验室制氯气的实验可知MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为MnO2 + 4H+ + 2Cl- =Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O。
（2）从浸出率和时间图像可以看出，开始随着时间增大，浸出率相应增大，过了60min后浸出率开始下降，随后又上升，但是浸出率与60min时相比变化不大，所以工业采取的浸出时间最好是60min，这样既能使浸出率较高，又能节约成本。
（3）过滤I除去不溶杂质后，溶液中含有大量Fe2+ 杂质，所以加入足量H2O2溶液使Fe2+ 转化Fe3+ 从而完全沉淀除去。
（4）因为Fe3+ 完全沉淀的pH值为3.7，而溶液中Mn2+ 开始沉淀的pH为8.3，所以沉淀Fe3+的同时不能让Mn2+ 沉淀，所以要控制pH值约为5.1。
（5）该氧化还原反应离子方程式书写要注意反应的环境为碱性环境，有OH-参加，所以判断出氧化剂和还原剂以及产物后不难得出离子方程式为Mn2+ + H2O2 + 2OH- = MnO2↓+2H2O。
（6）制备高锰酸钾第一步中，Mn的化合价由+4→+6价，被氧化，所以MnO2 作还原剂，反应中有氧气参与反应，所以根据得失电子守恒配平的方程式为：2MnO2 + 4KOH + O2= 2K2MnO4 + 2H2O。
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