Question

（14分）鋅錳廢電池可用于生產硫酸鋅及碳酸錳，其工藝流程分為預處理、硫酸鋅生產線、碳酸錳生產線三部分。其中生產碳酸錳的工藝流程如下：

請回答下列問題：
（1）鋅錳廢電池的回收工藝中，從循環生產角度考慮，上述氫氣的來源可以是________。
（2）原料錳粉粗品的主要成分為MnO₂和碳，焙燒時一部分MnO₂被還原，另一部
分被碳還原，MnO₂被還原為一氧化錳。已知：

寫出C(s)被MnO₂(s)氧化為CO(g)的熱化學方程式：________。
（3）50-55時，向MnSO₄的母液中加入足量NH₄HCO₃，反應的化學方程式為MnSO₄^＋

（4）已知三種離子沉淀時的pH范圍：Fe³⁺：2.7~3.7，Mn²⁺：8.6~10.1，Fe²⁺：7.6~9.6。步驟②中除去的方法是先在酸性條件下加入_________,將Fe^2＋氧化為Fe^3＋，然后再將pH調至_______，使Fe^3＋沉淀完全。
（5）產品MnCO₃溶于硫酸得硫酸錳溶液，電解該溶液可得二氧化錳，寫出陽極的電極反應式：_____________。

Answer 1

28.（14分）（1）用電池外殼鋅皮與硫酸作用生產硫酸鋅時的副產物（2分）
（2）MnO₂(s)+C(s) = MnO(s)+CO(g)  △H=+54.2kJ·mol^-1 （3分）
（3）1； MnCO₃↓；1；H₂O；1；CO₂↑（全對給2分）
（4）H₂O₂（或其他氧化劑）（2分）；    3.7~8.6（2分）
（5）Mn²⁺+ 2 H₂O -2e^-= MnO₂ +4H⁺(3分)

試題分析：（1）該流程中用硫酸浸取的時候可以生成氫氣；（2）兩個方程式相加再除以2得到所求的方程式，兩個△H相加除以2即得反應的△H；（3）該流程的目的是制取碳酸錳，分析反應物相互交換成分后除生成碳酸錳之外，還會生成二氧化碳和水；（4）將
Fe^2＋氧化為Fe^3＋，加入氧化劑，還不能引入新的雜質，故需加入雙氧水，還原為水，不引入新的雜質，控制pH使鐵離子轉化為沉淀，錳離子不能轉化為沉淀，故需控制pH為3.7~8.6；（5）硫酸錳溶液中的錳離子轉化為二氧化錳發生氧化反應，在陽極上發生，故陽極反應為錳離子失去電子結合水中的氧生成二氧化錳和氫離子。