Question

錳鋅鐵氧體可制備隱形飛機上吸收雷達波的涂料．以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體（Mn_xZn_1-xFe₂O₄）的主要流程如下，請回答下列問題：

（1）酸浸時，二氧化錳被雙氧水還原的化學方程式為

 

．
（2）活性鐵粉除汞時，鐵粉的作用是

 

 （填“氧化劑”或“還原劑”或“吸附劑”）．
（3）除汞是以氮氣為載氣吹入濾液中，帶出汞蒸汽經(jīng)KMnO₄溶液進行吸收而實現(xiàn)的．圖2是KMnO₄溶液處于不同pH時對應Hg的單位時間去除率變化圖，圖中物質(zhì)為Hg與 MnO₄^-在該pH范圍內(nèi)反應的主要產(chǎn)物．
①pH＜6時反應的離子方程式為

 

．
②請根據(jù)該圖給出pH對汞去除率影響的變化規(guī)律：

 

．
③試猜想在強酸性環(huán)境下汞的單位時間去除率高的原因：

 

．（不考慮KMnO₄在酸性條件下氧化性增強的因素）
（4）當x=0.2時，所得到的錳鋅鐵氧體對雷達波的吸收能力特別強，試用氧化物的形式表示該錳鋅鐵氧體的組成

 

．
（5）經(jīng)測定濾液成分后，需加入一定量的MnSO₄和鐵粉，其目的是

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：

分析：（1）酸浸時，雙氧水被氧化生成氧氣，二氧化錳還原生成硫酸錳，反應還有水生成；
（2）利用鐵粉把Hg還原出來；
（3）①由圖可知，pH＜6時Hg與酸性高錳酸鉀反應生成Hg²⁺、Mn²⁺；
②由圖可知，隨pH值的升高汞的去除率先降低后增加；
③酸性條件下有Mn²⁺生成，可能是Mn²⁺具有催化作用；
（4）Mn為+2價、Zn為+2價，利用化合價代數(shù)和為0，計算Fe元素化合價，再結(jié)合Mg、Zn、Fe原子數(shù)目之比改寫為氧化物形式；
（3）除汞后的濾液中含有硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸等，不加入MnSO₄和鐵粉，進行后續(xù)操作，也能得到錳鋅鐵氧體，而實際中加入需加入一定量的MnSO₄和鐵粉，應是調(diào)節(jié)濾液離子的成分，符合水熱后獲得錳鋅鐵氧化體組成．

解答： 解：（1）酸浸時，雙氧水被氧化生成氧氣，二氧化錳還原生成硫酸錳，反應還有水生成，反應方程式為：MnO₂+H₂O₂+H₂SO₄=MnSO₄+O₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+H₂O₂+H₂SO₄=MnSO₄+O₂↑+2H₂O；
（2）鐵粉具有還原性，能把汞離子還原為汞單質(zhì)，所以鐵粉的作用是還原劑，故答案為：還原劑；
（3）由圖可知，pH＜6時Hg與酸性高錳酸鉀反應生成Hg²⁺、Mn²⁺，反應離子方程式為：5Hg+2MnO₄^-+16H⁺=5Hg²⁺+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5Hg+2MnO₄^-+16H⁺=5Hg²⁺+2Mn²⁺+8H₂O；
②由圖象可知，汞的吸收率隨著PH的增大先降低后增加，
故答案為：隨pH的升高汞的吸收率先降低后增加；
③不考慮酸性條件下氧化性增強因素，酸性條件下有Mn²⁺生成，可能是Mn²⁺具有催化作用，強酸性環(huán)境下汞的單位時間去除率高，
故答案為：Mn²⁺具有催化作用；
（4）Mn為+2價、Zn為+2價，當x=0.2時，利用化合價代數(shù)和為0，可知Fe元素化合價為+3，改寫為氧化物形式為：MnO?4ZnO?5Fe₂O₃，
故答案為：MnO?4ZnO?5Fe₂O₃；
（5）除汞后的濾液中含有硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸等，不加入MnSO₄和鐵粉，進行后續(xù)操作，也能得到錳鋅鐵氧體，而實際中加入需加入一定量的MnSO₄和鐵粉，應是調(diào)節(jié)濾液離子的成分，符合水熱后獲得錳鋅鐵氧化體組成，
故答案為：調(diào)節(jié)濾液離子的成分，符合水熱后獲得錳鋅鐵氧化體組成．

點評：本題考查化學工藝流程、物質(zhì)的分離提純、對操作的分析評價、讀圖獲取信息能力等，側(cè)重考查學生對知識的遷移運用，難度中等．