新坐标高考化学二轮复习 第2部分 能力提升篇 题型2 化学工艺流程试题的解题策略.doc

题型2化学工艺流程试题的解题策略角度1以重要化工产品制备为主题的化工流程试题题型解读重要化工产品的制备是化学工业的重要任务，以重要化工产品的制备试题也成为近几年高考试题热点题型之一。此类试题综合性强，思维量大，现实性强，所以难度也较大，区分度也很大。近几年的高考命题角度主要有流程中涉及的反应方程式的书写；流程中涉及的原料的处理方法，改变反应速率的措施等；流程中涉及的实验基本操作如加热、过滤、结晶等；流程中涉及的化学反应原理的问题分析；计算问题。(2015烟台二模)(19分)工业上煅烧黄铜矿(cufes2)冶炼铜并得到碱式硫酸铁fe(oh)so4等其他重要化合物，主要流程如下(部分反应物和产物未标出)；已知：4cufes211o24cu2fe2o38so2(1)提高黄铜矿燃烧速率的措施为_(答一条即可)。(2)溶液b是_；x是_。(3)某同学取溶液c滴入kscn溶液，溶液不变红，说明溶液c中不含fe3，其原因是_(用简单的文字和离子方程式说明)；再向该溶液中滴入h2o2溶液，溶液变红色。则滴入h2o2溶液发生反应的离子方程式为_。(4)在溶液d与nano2的反应中，常采用同时通入o2以减少nano2的用量，o2与nano2在反应中作_，如参加反应的o2有11.2 l(标况)，则相当于节约nano2物质的量为_mol。(5)该法得到的金属铜中常含有金、银、铁、镍等金属杂质，常用电解精炼的方法得到纯铜，请在右边框内画出其原理装置示意图。(6)fe(oh)so4是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，它溶于水后产生的fe(oh)2离子，可部分水解生成fe2(oh)聚合离子。该水解反应的离子方程式为_。【信息提取】1.由已知反应4cufes211o24cu2fe2o38so2固体a的成分为cu和fe2o3b为稀h2so4。2溶液ccux为fe。3溶液dnod中含有还原性离子fe2。【标准答案】(1)将黄铜矿粉碎(2分)(2)h2so4(2分)fe(2分)(3)固体a中的fe2o3溶于酸形成的fe3全部被cu还原为fe2，fe2o36h=2fe33h2o,2fe3cu=2fe2cu2(3分)h2o22h2fe2=2fe32h2o(2分)(4)氧化剂(2分)2(2分)(5)(2分)(6)2fe(oh)22h2ofe2(oh)2h(2分)【评分细则】(1)答“增大o2的浓度”也给分；(2)答成“稀硫酸铁”也给分；答“稀盐酸、稀hno3”不给分；“铁”答成其他金属不给分；(3)只写两个离子方程式，扣1分，离子方程式写成化学方程式或写错扣2分；不配平不给分；(4)“氧化剂”填成其他不给分；(5)不注明试剂和电极材料不给分；电极材料注错不给分；烧杯中无溶液，不给分；图不规范酌情扣分；(6)写“2fe(oh)22ohfe2(oh)”不给分，不用“”不给分。1审题忠告对物质制备流程试题的审题要做到：(1)审清制备的物质的组成和原理；(2)审清题中所给的新信息如新反应，某些物质的性质，所限定的试剂等；(3)快速阅读整个流程，明确关键步骤的反应原理和所得的产物；(4)对于问题更要审清问题的限制条件和隐含条件然后结合流程图回答问题。2答题忠告(1)对于物质填写要注意“名称”和“化学式”的区别。(2)对于方程式填写要注意“化学方程式”“离子方程式”“热化学方程式”“电极反应式”“电池反应式”的区别；要注意条件和配平。(3)对于简答题叙述时要注意要点全面，实验操作完整(操作现象结论)。(4)对于计算的物理量，要注意单位的填写。(5)对于装置图要注意画的仪器要规范，大小(长短)比例合理，试剂要注明。(6)对流程图识别要注意。化工流程中箭头指出的是投料(反应物)，箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物)，返回的箭头一般是被“循环利用”的物质。1工业上制备mnso4h2o的方法是以软锰矿石为原料，且利用烧结烟气中的so2，可以实现绿色化学的设计思想。制备mnso4h2o的流程如下：某软锰矿石的主要成分为mno2，还含有si、al、zn和cu等元素的化合物。已知：(1)25 时部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时溶液的ph见下表：沉淀物al(oh)3fe(oh)3fe(oh)2mn(oh)2cu(oh)2zn(oh)2ph5.23.29.710.46.78.0(2)25 时部分阳离子以硫化物的形式完全沉淀时溶液的ph见下表：沉淀物cusznsmnsfesph0.422.577回答下列问题：(1)生产中mno2矿粉碎的目的是_。(2)酸浸时so2将mno2还原为mnso4，其离子方程式为_。酸浸时so2的吸收率与ph和温度的关系如下图。为提高so2的吸收率，酸浸适宜的条件是_。(3)加入mns的目的是_。(4)操作的步骤为_、_、过滤、洗涤、干燥。(5)已知金属离子浓度小于1.0105moll1时认为已经完全沉淀，根据表格数据，计算25 时zn(oh)2的溶度积ksp_(不需写计算过程)。(6)已知mnso4h2o在1 150 高温下分解的产物是mn3o4、含硫化合物、水，则在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是_。(7)mno2的生产方法之一是以石墨为电极，在不断搅拌的情况下，电解酸化的mnso4溶液，阳极的电极反应式为_。【解析】(1)生产中把mno2矿石粉碎增大了反应物的接触面积，加快了化学反应速率。(2)依题意，二氧化硫是还原剂，二氧化锰是氧化剂，硫酸根离子是氧化产物，锰离子是还原产物，根据元素化合价升降的最小公倍数、电荷和原子个数守恒配平可得：mno2so2=mn2so；读图1可知，其他变量保持不变且酸浸溶液ph为3左右时，二氧化硫的吸收率最大；读图2可知，其他变量保持不变时，酸浸溶液温度为40 左右时，二氧化硫的吸收率最大；为了提高二氧化硫的吸收率，酸浸适宜的条件是ph为3左右、温度为40 左右。(3)由表格中金属阳离子以硫化物形式完全沉淀时的ph可得，向ph约为5.4的滤液中加入mns，加热煮沸时，可以除去cu2、zn2，且不产生新的杂质。(4)操作是过滤。滤渣c的主要成分是cus、zns；所得滤液的ph约为5.4，主要含有mn2、so、nh、h，从该溶液中分离出mnso4h2o的方法是结晶，主要步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)氢氧化锌是难溶电解质，存在平衡：zn(oh)2(s)zn2(aq)2oh(aq)，由于表中氢氧化锌完全沉淀时溶液ph8.0,25 时kw1.01014，则该溶液中c(oh)kw/c(h)106moll1，由于此时溶液c(zn2)1.0105moll1，所以kspzn(oh)2c(zn2)c2(oh)1.01017mol3l3。(6)mnso4h2o在1 150 高温下分解的产物是mn3o4、含硫化合物、水。生成mn3o4中锰元素失电子，生成二氧化硫中硫元素得电子。根据氧化还原反应中得失电子数相等及原子守恒得出反应方程式为3mnso4h2omn3o4so22so33h2o。(7)阳极发生氧化反应，反应物中所含元素的化合价升高，由此推断阳极的主要反应物是mn2，主要产物是mno2。根据化合价升高总数等于失去电子总数，酸性溶液中用氢离子和水使反应式左右两边电荷、原子守恒，可以书写并配平该阳极反应式：mn22e2h2o=mno24h。【答案】(1)增大反应物接触面积，加快反应速率(2)mno2so2=mn2soph为3左右、温度为40 左右(3)除去cu2、zn2(4)蒸发浓缩冷却结晶(5)1.01017 mol3l3(6)3mnso4h2o高温,mn3o4so22so33h2o(7)mn22e2h2o=mno24h角度2以物质分离和提纯为主题的化工流程试题题型解读物质的分离和提纯是化工产品制备过程中的重要一环，也是化工产品优劣的关键。此类试题综合性强，思维量大，难度一般为中档水平。近几年的高考命题角度主要有化学工业流程中分离提纯涉及的反应方程式的书写；流程中涉及的常见分离提纯操作(如过滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液、结晶、洗气、渗析等)的步骤，注意常见仪器使用注意的问题；流程中涉及的离子的检验及除杂、反应现象等。(22分)化工生产中常利用硫酸工厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量fes、sio2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(feso47h2o)，过程如下：(1)将过程中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是_(填选项序号)。a品红溶液b紫色石蕊溶液c酸性kmno4溶液 d溴水(2)过程中，fes和o2、h2so4反应的离子方程式为_。(3)过程中，需加入的物质是_；反应的化学方程式为_。用溶液y制绿矾时，可取少量y溶液于试管中，向试管内加入少量的_溶液，观察溶液是否变为_色，以验证其中是否含有fe3。(4)在实验室里，完成过程中的_(填操作名称)，需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等，还需要的玻璃仪器有_。(5)过程调节ph，最好选用下列试剂中的_(填选项序号)。a稀硫酸 bcaco3cnaoh溶液 dfe2o3粉末(6)过程中，将溶液z加热到70 80 ，目的是_。(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验：用分析天平称取2.700 g样品；将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；过滤、洗涤、干燥、称量，得固体质量为3.495 g。若该聚铁的主要成分为fe(oh)so4n，则聚铁样品中铁元素的质量分数为_(假设杂质中不含铁元素和硫元素)。【信息提取】1.烧渣(fe2o3、fes、sio2)(2)固体(s、sio2)so2【标准答案】(1)acd(3分)(2)4fes3o212h=4fe36h2o4s(2分)(3)fe(或铁)(2分)fe2(so4)3fe=3feso4(2分)硫氰化钾(或其他合理答案)(1分)红(1分)(4)蒸发浓缩、冷却结晶(2分)玻璃棒(2分)(5)c(2分)(6)促进fe3的水解(2分)(7)31.11 %(3分)【评分细则】(1)少一个答案或错选一个答案扣1分，不出现负分。(2)写化学方程式或不配平不给分。(3)写离子方程式或不配平不给分；“ki淀粉溶液蓝”也给分。(4)只填“蒸发”或“结晶”或“蒸发结晶”均不给分，少填一仪器或多填一仪器扣1分。(5)多选不给分。(6)填“使fe3的水解平衡右移，促进水解”也给分。(7)填31.1%或31%扣1分。1审题忠告(1)读流程，观其大略，找出流程主线，但不要被个别看不懂的细节蒙住了双眼。(2)对于难度较大的设问，要善于变换思维角度，本着“不会也要抢几分”的原则，有时说不定你的猜测也能得分。(3)明确常用的分离方法过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用ccl4或苯萃取溴水中的溴。蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如nacl。冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如kno3、fecl3、cucl2、cuso45h2o、feso47h2o等。蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。(4)分析流程的方法一般采用首尾分析法。2答题忠告(1)所设问题一般都是孤立的，属于“拼盘”式，因此，在解答时，不要求流程全看懂后再解答，看不懂的地方先跳过去，继续解答后面的问题。(2)由于题目的设问前后几乎无联系，可根据题意单独进行作答，如写陌生的化学方程式、填写混合物的分离方法的名称等。总之，要善于“各个击破”，追求得分效益的最大化。(3)在设计分离提纯方案时要注意4原则：不增不减易分离易复原。2液态聚合硫酸铝铁是优质的水处理剂，它是以铝土矿(主要成分为氧化铝，含少量氧化铁、二氧化硅)为原料制备的，工艺流程如图所示。已知几种金属离子开始沉淀和完全沉淀的ph如表所示：金属氢氧化物fe(oh)2fe(oh)3al(oh)3mn(oh)2开始沉淀的ph7.62.73.88.3完全沉淀的ph9.73.74.79.8请回答下列问题：(1)操作1、操作2的名称是_，在实验室完成该操作必需的玻璃仪器有_种。滤渣a的用途是_(列一种)。(2)步骤中增大c(fe3)的离子方程式为_。下列试剂能否替代步骤中的双氧水？答：_(填“能”或“否”)。a氯气 b重铬酸钾c次氯酸钠 d高锰酸钾(3)步骤中硫酸的浓度和反应温度与浸出率的关系如图所示。根据图像分析，硫酸的适宜浓度是_，反应温度是_。(4)研究表明聚合硫酸铝铁的纯度越高，净水效果越好。已知一些物质常温时的溶解度如表所示：物质ca(oh)2caso4na2so4溶解度/g0.1530.25819.5结合表中数据，解释步骤中使用生石灰，而不用氢氧化钠的原因：_。聚合硫酸铝铁和高铁酸钾都是优质的水处理剂，它们处理水的差异是_。(5)测定产品纯度。准确称取a g样品溶于水，加入过量的氢氧化钠溶液，充分反应后，过滤、灼烧、称重，得到b g纯净固体。已知聚合硫酸铝铁的相对分子质量为m。则该产品的纯度为_(用代数式表示)。【解析】(1)铝土矿的主要成分是氧化铝，还含有少量的氧化铁和二氧化硅，只有二氧化硅不溶于硫酸，操作用过滤操作除去二氧化硅，操作用过滤操作除去硫酸钙，过滤操作需要烧杯、玻璃棒和漏斗三种玻璃仪器。二氧化硅用于冶炼硅、制玻璃、制光导纤维等。(2)加入双氧水和硫酸亚铁的目的是增加三价铁离子的物质的量，因为铝土矿中铝元素多，铁元素少，要达到聚合硫酸铝铁的组成比，需要提高铁元素的含量。步骤加入过量的硫酸，双氧水在酸性条件下氧化亚铁离子，生成三价铁离子和水，离子方程式为2fe22hh2o2=2fe32h2o。如果通入氯气，将发生反应2fe2cl2=2fe32cl，引入氯离子，导致产品不纯，a项不能替代；如果加入重铬酸钾，将发生反应cr2o14h6fe2=2cr36fe37h2o，引入铬离子和钾离子，b项不能替代；加入次氯酸钠，能氧化亚铁离子，在酸性条件下反应的离子方程式为2fe2clo2h=2fe3clh2o，相比双氧水而言，引入了氯离子，c项不能替代；如果加入高锰酸钾溶液，发生反应mno5fe28h=5fe3mn24h2o，引入了锰离子，d项不能替代，故不能用题述四种氧化剂替代双氧水。(3)从两幅图像分析，得出铁、铝离子浸出率较高时对应的温度和硫酸的浓度(质量分数)。(4)利用表中数据，硫酸钙微溶，而硫酸钠易溶。再结合题示信息“产品越纯净，净水效果越好”，加入的生石灰能将硫酸根离子转化成硫酸钙，可通过过滤除去硫酸钙。如果用氢氧化钠中和硫酸，硫酸钠不能通过过滤除去，降低产品的品质。(5)测定产品纯度的有关反应：fe33oh=fe(oh)3，al34oh=alo2h2o,2fe(oh)3fe2o33h2o，n(fe)2mol，聚合硫酸铝铁的质量为mg，产品的纯度为100%。【答案】(1)过滤3制光导纤维、冶炼硅、制玻璃等(2)2fe2h2o22h=2fe32h2o否(3)大约45%100 (4)生石灰能将硫酸根离子转化成微溶的硫酸钙，产品纯度高高铁酸钾具有杀菌消毒和聚沉水中杂质的双重功能，聚合硫酸铝铁只能聚沉水中的杂质(5)100%题型强化练(二)(建议用时：45分钟)1菱锰矿的主要成分是mnco3(含有少量fes2、al2o3)，以菱锰矿为原料制备锰单质的流程如下所示：浆化溶液1溶液2精制电解mn请回答下列问题：(1)菱锰矿在浸取前需要粉碎，其目的是_。(2)用稀硫酸浸取时，主要反应的离子方程式为_；加入二氧化锰的目的是除去其中的_(填化学式)，此物质参与反应时生成硫酸铁、水和硫酸锰，该反应的化学方程式为_。(3)已知fe、al、mn的氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的ph如表所示，则加氨水沉淀时应控制溶液的ph范围为_。氢氧化物fe(oh)3al(oh)3mn(oh)2开始沉淀ph1.84.18.3完全沉淀ph3.25.09.8(4)电解硫酸锰溶液时，阴极的电极反应式为_。用高锰酸钾溶液检验mn2，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为_。(5)硫酸锰在高温条件下分解可得到三种氧化物，该热分解的化学方程式为_。【解析】(1)矿石粉碎可增大固体与液体、固体与气体的接触面积，可从影响化学反应速率因素的角度进行分析。(2)碳酸锰与稀硫酸反应，类似碳酸钙与盐酸反应。二硫化亚铁与二氧化锰在稀硫酸中反应生成硫酸铁、硫酸锰和水。1 mol fes2失去电子的物质的量为15 mol。(3)根据几种离子沉淀的ph，控制溶液的酸碱性使氢氧化铝完全沉淀(氢氧化铁已完全沉淀)，氢氧化锰没有开始沉淀。(4)电解硫酸锰溶液时，阴极上锰离子发生还原反应生成锰单质。高锰酸钾将锰离子氧化成二氧化锰。(5)硫酸锰在高温下分解生成四氧化三锰、二氧化硫和三氧化硫，类似硫酸亚铁分解生成氧化铁、二氧化硫和三氧化硫。【答案】(1)增大接触面积，便于浆化，提高浸出率(2)mnco32h=mn2co2h2ofes22fes215mno214h2so4=fe2(so4)315mnso414h2o(3)5.0ph8.3(4)mn22e=mn2mno3mn22h2o=5mno24h(5)3mnso4mn3o4so22so32某器具含碳化钨(wc)、金属钴(co)及杂质铁等成分，以该废旧器具及制造该器具的废料为原料提取wc和金属钴的流程如下所示：请回答下列问题：(1)电解时废旧器具作阳极，不锈钢作阴极，盐酸作电解质溶液，阳极反应式为_。(2)图中的肥料为_，加入双氧水的目的是_。(3)向滤液中加入草酸铵(nh4)2c2o4发生反应的离子方程式为_。(4)焙烧草酸钴(coc2o4)的化学方程式是_。(5)将洗涤液回收配成电解液，目的是_。滤饼的主要成分是_。(6)将1 t废料经上述处理，所得滤饼洗涤干净后焙烧得到固体80 g，则杂质铁的质量分数为_。【解析】(1)从流程图看，废料中钴、铁转化成2价金属离子。阳极上钴、铁发生氧化反应生成2价铁离子、2价钴离子，阴极上产生氢气。(2)从流程图看，盐酸作电解质溶液，加入的氨气与盐酸反应生成氯化铵，氯化亚钴与草酸铵反应生成氯化铵，所以肥料是氯化铵。加入双氧水发生氧化还原反应：2fe2h2o22h=2fe32h2o。(3)从流程图看，草酸钴是沉淀，反应的化学方程式为cocl2(nh4)2c2o4=coc2o22nh4cl。(4)高温焙烧时，草酸钴分解生成三氧化二钴，钴元素的化合价升高，3价碳元素的化合价部分降低，生成co，化学反应方程式为2coc2o4高温,co2o33coco2。(5)洗涤液中含有钴元素，将洗涤液配成电解质溶液可回收利用钴(钴是重金属元素)。从流程看，亚铁离子经双氧水氧化成三价铁离子，加入氨气来调节溶液的ph，使三价铁离子转化成氢氧化铁沉淀，钴离子不会沉淀。(6)焙烧得到的固体是氧化铁，根据质量守恒计算样品中铁元素的质量分数：w(fe)100%0.005 6%。【答案】(1)co2e=co2、fe2e=fe2(2)氯化铵(nh4cl)将fe2氧化成fe3(3)co2c2o=coc2o4(4)2coc2o4高温,co2o33coco2(5)回收利用钴fe(oh)3(6)0.005 6%3绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾(feso47h2o)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为cufes2)制取(1)试剂a和试剂b的化学式分别是_，操作1的名称是_。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将cufes2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：_。方法二：利用工业废铁屑制取绿矾(3)加入适量碳酸钠溶液的作用是_。(4)操作需要用到的玻璃仪器名称是_。(5)通过检验co来判断操作是否洗涤干净，检验的方法是_。【解析】(1)由流程图可知滤渣2为fe(oh)3，而目标产物为绿矾(feso47h2o)，所以试剂a为稀h2so4，起溶解作用，b为铁粉，起还原作用；由流程图可知操作1为过滤，其作用为除去过量的铁粉。(2)依题意，在细菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反应方程式为4cufes217o22h2so4=4cuso42fe2(so4)32h2o。(3)co水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。(4)因为操作为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。(5)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加bacl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则没有洗涤干净。【答案】(1)稀h2so4、铁粉过滤(2)4cufes217o22h2so4=4cuso42fe2(so4)32h2o(3)除去油污(4)烧杯、玻璃棒、漏斗(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加bacl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗净；若有白色沉淀生成，则未洗净4铬铁矿主要成分为feocr2o3，含有sio2、al2o3等杂质。工业上用铬铁矿制备红矾钠晶体(na2cr2o72h2o)的流程如图所示：煅烧时反应为：4feocr2o37o220naoh煅烧,8na2cro44nafeo210h2o(1)步骤是在坩埚中进行煅烧，下列可用作此坩埚材料的是_。a铁b氧化铝c石英 d陶瓷(2)步骤煅烧反应极慢，需要升温到naoh呈熔融状态，反应速率才加快，其原因为_。(3)步骤中nafeo2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀，其化学方程式为_。(4)将五份滤液1分别在130 蒸发1小时，各自冷却到不同温度下结晶，保温过滤，所得实验数据如下表。根据数据分析，步骤的最佳结晶温度为_。结晶温度/na2cro4粗晶体中各物质的质量分数/%na2cro44h2onaohnaalo2na2sio33052.4529.798.6912.214068.8120.498.4610.845060.2627.9610.369.326050.7429.6610.4012.257046.7733.068.106.48(5)步骤中滤渣3的成分是_。(6)假设该流程中铬元素完全转化为红矾钠晶体，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为_(用含m1、m2的代数式表示)。【解析】(1)高温下，四个选项中的物质只有铁不与naoh固体反应，故可用铁作坩埚的材料。(2)naoh熔融后增大了反应物的接触面积，使反应速率加快。(3)利用元素守恒可写出nafeo2水解的化学反应方程式：nafeo22h2o=fe(oh)3naoh。(4)由表中数据可以看出，40 时，na2cro44h2o的质量分数最高，且其他物质的质量分数较低，故步骤的最佳结晶温度为40 。(5)当滤渣2粗晶体加水溶解，调节ph为中性时，所得滤渣3为al(oh)3和h2sio3。(6)m2 kg红矾钠晶体(na2cr2o72h2o)中铬元素的质量为：m2，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为100%。【答案】(1)a(2)naoh熔融后增大了反应物的接触面积(3)nafeo22h2o=fe(oh)3naoh(4)40 (5)al(oh)3、h2sio3(或h4sio4)(6)100%5以废旧锌锰干电池处理得到的混合物为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下图所示。请回答下列问题：(1)mnxzn1xfe2o4中铁元素化合价为3，则锰元素的化合价为_。(2)活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_(填“氧化剂”或“还原剂”)。(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液中，带出汞蒸气经kmno4溶液进行吸收而实现的。在恒温下不同ph时，kmno4溶液对hg的单位时间去除率及主要产物如下图所示。写出ph2时kmno4溶液吸收汞蒸气的离子方程式_。在强酸性环境中汞的单位时间去除率高，其原因除氢离子浓度增大使kmno4溶液的氧化性增强外，还可能是_。(4)用惰性电极电解k2mno4溶液制备kmno4的装置如下图所示。a应接直流电源的_(填“正”或“负”)极。已知25 ，两室溶液的体积均为100 ml，电解一段时间后，右室溶液的ph由10变为14，则理论上可制得_ mol kmno4(忽略溶液的体积和温度变化)。【解析】(1)根据化合价的代数和为零可知nx22x23420，可知n2。(2)fe还原hg2为hg、fe作还原剂。(3)