Question

回收的废旧锌锰干电池经过处理后可得到锰粉（主要含MnO₂、Mn（OH）₂、Fe、NH₄Cl和炭黑等），由锰粉制取MnO₂的步骤和数据如下：

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，用浓盐酸浸取锰粉得到含有Mn²⁺、Fe³⁺等离子的溶液，MnO₂与浓盐酸反应的离子方程式

 

，该处理方法的缺点

 

．
（2）步骤I中滤渣的化学式

 

，步骤I中滤渣的化学式

 

．
（3）向步骤I的滤液中加足量H₂O₂的作用为

 

．再加NaOH溶液调节pH在3.7＜pH＜8.3，目的是

 

．
（4）向步骤II的滤液中H₂O₂溶液，再加NaOH溶液调节pH为9，使Mn²⁺转化成MnO₂，在这一过程中H₂O₂起

 

（填氧化剂、还原剂）的作用．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：锰粉在浓盐酸中浸泡（为除去MnO₂可加热），发生MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O、Mn（OH）₂+2HCl=MnCl₂+2H₂O、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑等反应，过滤后所得滤液中含有Mn²⁺、Fe²⁺、NH₄⁺等离子，在滤液中加入适量过氧化氢和氢氧化钠，可将Fe²⁺转化为Fe³⁺，并生成Fe（OH）₃，控制溶液pH在3.7～8.3之间可除去Fe³⁺，过滤后所得滤液主要为Mn²⁺，滤液中H₂O₂溶液，再加NaOH溶液调节pH为9，使Mn²⁺转化成MnO₂，经过滤、洗涤、干燥可得MnO₂，以此解答该题．

解答： 解：锰粉在浓盐酸中浸泡（为除去MnO₂可加热），发生MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O、Mn（OH）₂+2HCl=MnCl₂+2H₂O、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑等反应，过滤后所得滤液中含有Mn²⁺、Fe²⁺、NH₄⁺等离子，在滤液中加入适量过氧化氢和氢氧化钠，可将Fe²⁺转化为Fe³⁺，并生成Fe（OH）₃，控制溶液pH在3.7～8.3之间可除去Fe³⁺，过滤后所得滤液主要为Mn²⁺，滤液中H₂O₂溶液，再加NaOH溶液调节pH为9，使Mn²⁺转化成MnO₂，经过滤、洗涤、干燥可得MnO₂，
（1）MnO₂具有强氧化性，与浓盐酸反应生成氯气，反应的离子方程式为MnO₂+4H⁺+2C1^-

△   .

Mn²⁺+C1₂↑+2H₂O，氯气有毒，不能直接排放到空气中，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；产生有毒的氯气；
（2）加入浓盐酸，只有炭黑不反应，可过滤分离，向滤液中加入足量H₂O₂溶液并加入NaOH溶液调节溶液PH后，可生成Fe（OH）₃沉淀，故答案为：C；Fe（OH）₃；
（3）在滤液中加入适量过氧化氢和氢氧化钠，可将Fe²⁺转化为Fe³⁺，由表中数据可知，调节溶液PH在3.7＜pH＜8.3之间，可使Fe³⁺完全沉淀，并防止Mn²⁺转化为Mn（OH）₂沉淀，
故答案为：将Fe²⁺转化为Fe³⁺；使Fe³⁺完全沉淀，防止Mn²⁺转化为Mn（OH）₂沉淀；
（4）过滤Ⅱ所得滤液中含有Mn²⁺，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，反应的离子方程式为Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO₂↓+2H₂O，
在这一过程中H₂O₂起氧化剂的作用，
故答案为：氧化剂．

点评：本题考查物质的制备和分离，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目难度中等，注意根据物质的性质把握实验原理，本题易错点为（3）．