Question

鋅錳廢電池經(jīng)處理后，生產(chǎn)并回收硫酸鋅及碳酸錳，其中生產(chǎn)工業(yè)級碳酸錳工藝如下：

試回答下列問題：
(1)錳在元素周期表中位于第________周期，第________族。
(2)步驟1和步驟2是將MnO₂轉(zhuǎn)化為MnO并溶于硫酸，其中步驟2中的氫氣，是另一個流程產(chǎn)生的副產(chǎn)品，請寫出產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)方程式__________________________。
(3)步驟3和步驟4都是除雜質(zhì)。
①X是一種“綠色”氧化劑，則X是________(填化學(xué)式)。
②步驟3是除去雜質(zhì)Fe^2＋。請用文字和必要的方程式簡述除去Fe^2＋的方法(已知三種離子沉淀的pH范圍為Fe^3＋：2.7～3.7，Mn^2＋：8.6～10.1，F(xiàn)e^2＋：7.6～9.6)_________________________________________________________。
③步驟4中主要反應(yīng)方程式為：MeSO₄＋BaS=MeS↓＋BaSO₄↓(Me主要為Pb、Cd、Hg等)，則其除去雜質(zhì)的原理是_________________________________________________。
(4)已知進行步驟5的操作時，溶液3(主要成分為MnSO₄)會產(chǎn)生大量無色無味的氣泡，則步驟5反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。

Answer 1

(1)四�、鰾
(2)Zn＋H₂SO₄=ZnSO₄＋H₂↑
(3)①H₂O₂　②在酸性條件下加入雙氧水，將Fe^2＋氧化成Fe^3＋、2Fe^2＋＋H₂O₂＋2H^＋=2Fe^3＋＋2H₂O，調(diào)節(jié)pH至3.7～8.6，使Fe^3＋沉淀完全，F(xiàn)e^3＋＋3H₂O??Fe(OH)₃＋3H^＋�、垡訠aS為沉淀劑，使Pb^2＋、Cd^2＋、Hg^＋等金屬離子，生成更難溶的硫化物而除去
(4)MnSO₄＋2NH₄HCO₃=(NH₄)₂SO₄＋MnCO₃↓＋H₂O＋CO₂↑

(2)廢電池回收硫酸鋅和碳酸錳，故另一個工藝是制取硫酸鋅，鋅皮與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣：Zn＋H₂SO₄=ZnSO₄＋H₂↑
(3)①具有強氧化性的“綠色”氧化劑，顯然是H₂O₂，它的加入也不會引入新的雜質(zhì)。②由題給的三種離子沉淀pH可知，為除去Fe^2＋、Fe^3＋，應(yīng)將Fe^2＋先氧化為Fe^3＋，然后調(diào)節(jié)溶液的pH在3.7～8.6之間，以便除凈Fe^3＋而不損失Mn^2＋。③難溶電解質(zhì)有生成更難溶電解質(zhì)的趨勢，故利用沉淀的轉(zhuǎn)化實現(xiàn)了除去Pb^2＋、Cd^2＋、Hg^＋。
(4)根據(jù)氣體是無色無味，可知該氣體是CO₂，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnSO₄＋2NH₄HCO₃=(NH₄)₂SO₄＋MnCO₃↓＋CO₂↑＋H₂O。