Question

鋅錳干電池由于其貯存和使用壽命較短，大都為一次性電池，用完之后被當(dāng)作垃圾扔掉。這不僅浪費(fèi)了寶貴的金屬資源，而且還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。下表是各類電池的綜合成分分析結(jié)果：

元素	鋅	錳	鐵	銅	碳	其它
質(zhì)量百分含量	13～27	14～28	23～26	0.5～0.7	5～6	13

通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械處理，將電池中各組分進(jìn)行最大在限度的分離，從而使整個(gè)處理過(guò)程得到簡(jiǎn)化。再分別對(duì)鋅皮和錳粉（MnO₂）進(jìn)行濕法處理，通過(guò)預(yù)處理、浸取、凈化等工序制出產(chǎn)品。工藝流程如下圖：

查閱資料知各離子沉淀完全的pH為

離子	Fe3+	Fe2+	Cu2+	Mn2+
pH	3.2	9.0	6.7	10.1

已知：鋅元素與鋁元素相似，具有兩性。

 

1、市售鋅錳干電池為堿性電池，電解質(zhì)溶液為KOH,則其正極反應(yīng)為                    ；

電極總反應(yīng)方程為                                ；

2、在預(yù)處理中，分離鐵皮和鋅皮的方法是          ，洗液加(NH₄)₂CO₃在pH＝7.5沉淀出一種堿式鹽，該物質(zhì)的化學(xué)式為             。

3、二氧化錳生產(chǎn)中，寫(xiě)出加入30%鹽酸溶解時(shí)的離子方程式                           ；鹽酸溶解后回收的渣是             ；

4、已知第二次加H₂O₂后調(diào)節(jié)pH≈9的目的為將Mn²⁺轉(zhuǎn)化為MnO₂,則第一次加H₂O₂后調(diào)節(jié)pH≈5，目的是                ；

5、實(shí)驗(yàn)室中用高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)Mn²⁺時(shí)，產(chǎn)生黑色沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為             

                              ；

6、硫酸錳在高溫條件下可以得到三種氧化物，該熱分解的方程式為                    。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】常見(jiàn)離子檢驗(yàn)、除雜、電化學(xué)、離子方程式的書(shū)寫(xiě)

【答案解析】 1、2MnO₂+2H₂O+2e^-=2MnOOH+2OH^- (1分)

                2MnO₂+2H₂O+Zn=2MnOOH+Zn(OH)₂ (1分)

2、磁選法或用磁鐵吸 （1分）   Zn₂(OH)₂CO₃  (2分)

3、MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O  (2分)     碳黑（或碳）  （1分）

4、除去Fe²⁺和Fe³⁺      （2分）

5、2MnO₄^-+3Mn²⁺+4OH^-=5MnO₂+2H₂O  (2分)

6、3MnSO₄Mn₃O₄+SO₂↑+SO₃↑   (2分)

解析：1、鋅錳干電池負(fù)極為鋅，失電子，正極為石墨，二氧化錳得電子生成MnOOH，正極電極反應(yīng)式：2MnO₂+2H₂O+2e^-=2MnOOH+2OH^-；總反應(yīng)方程式：

  2MnO₂+2H₂O+Zn=2MnOOH+Zn(OH)₂；

2、在預(yù)處理中，分離鐵皮和鋅皮的方法是磁選法或用磁鐵吸；洗液加(NH₄)₂CO₃在pH＝7.5沉淀出一種堿式鹽，該物質(zhì)是堿式碳酸鋅，化學(xué)式為Zn₂(OH)₂CO₃；

3、二氧化錳生產(chǎn)中，加入30%鹽酸溶解時(shí)，生成氯化錳和氯氣，離子方程式為：

     MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；   鹽酸溶解后回收的渣是碳黑；

4、第一次加H₂O₂后，將亞鐵離子氧化成鐵離子，調(diào)節(jié)pH≈5，將鐵離子完全沉淀；故目的是除去Fe²⁺和Fe³⁺；

5、高錳酸鉀溶氧化Mn²⁺生成黑色的MnO₂，方程式：2MnO₄^-+3Mn²⁺+4OH^-=5MnO₂+2H₂O

6、硫酸錳在高溫條件下可以得到三種氧化物：氧化錳、二氧化硫、三氧化硫，方程式：

  3MnSO₄Mn₃O₄+SO₂↑+SO₃↑

【思路點(diǎn)撥】本題以堿性鋅錳電池為依據(jù)考查了電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)、氧化還原反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)、分解反應(yīng)等，注意流程中的信息；難度中等。