Question

【題目】鋅錳電池（俗稱干電池）在生活中的用量很大。其中普通鋅錳電池的構(gòu)造圖如右圖所示�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）電池放電時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為：

Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH，正極發(fā)生的主要反應(yīng)是________________________。

（2）下圖表示從廢舊普通鋅錳電池除去鋅殼和電極后的內(nèi)容物中回收制備KMnO4等物質(zhì)的一種工藝（不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他金屬）。

①黑色固體混合物水浸時(shí)為提高浸出速率，常采用的措施為________________（答兩條）；得到濾液加入稀鹽酸的作用為__________________。

②濾渣水洗灼燒后固體主要成份只有一種，操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4，該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_____________________________。

③圖中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為：A__________、B_________。

（3）準(zhǔn)確稱量得到的KMnO4（不含能與草酸反應(yīng)的雜質(zhì)）3.160 g，放入小燒杯中，加水溶解后轉(zhuǎn)移到200mL容量瓶中定容，在錐形瓶中用差量法稱取0.6700 g無(wú)水草酸鈉，加入足量硫酸溶液溶解，加熱至75~80℃。用已配制好的KMnO4溶液進(jìn)行滴定，消耗溶液體積為22.50mL。

已知Mr(Na2C2O4)=134 Mr(KMnO4)=158

①判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________。

②KMnO4的純度為__________。

Answer 1

【答案】（1）MnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3；

（2）①加熱、將固體混合物粉碎、攪拌；Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl，并抑制濃縮時(shí)發(fā)生水解；

②3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；③MnO2，NH4Cl；

（3）①當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤�，溶液變�(yōu)闇\紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；②88.89%。

【解析】

試題分析：（1）(1)正極反應(yīng)是化合價(jià)降低，得到電子，MnO2中Mn化合價(jià)有＋4價(jià)→＋3價(jià)，根據(jù)總電極反應(yīng)式，正極反應(yīng)式：MnO2 +NH4+ + e- = MnOOH + NH3；（2）①提高進(jìn)出速率，就是提高反應(yīng)速率，可以升高溫度、將固體粉碎、攪拌，加入鹽酸的目的是Zn(NH3)2Cl2轉(zhuǎn)化成ZnCl2和NH4Cl，ZnCl2和NH4Cl的溶液顯酸性，加鹽酸能夠抑制它們的水解，發(fā)生的反應(yīng)方程式為：Zn(NH3)2Cl2 + 2HCl = ZnCl2 + 2NH4Cl；②加水浸取后的濾渣是MnOOH，水洗灼燒的得到MnO2，操作a中Mn的化合價(jià)有＋4價(jià)→＋6價(jià)，作還原劑，KClO3作氧化劑，Cl由＋5價(jià)→－1價(jià),根據(jù)化合價(jià)升降法進(jìn)行配平，得到：3MnO2 + KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 +KCl+3H2O；③熔塊中 K2MnO4→KMnO4，Mn的化合價(jià)升高，需要有化合價(jià)降低，因此K2MnO4中Mn的化合價(jià)轉(zhuǎn)化為MnO2，發(fā)生的反應(yīng)是3K2MnO4＋4CO2＋2H2O=2KMnO4＋MnO2＋4KHCO3，過(guò)濾，得到濾渣為MnO2，根據(jù)②的分析,NH4Cl不穩(wěn)定受熱易分解，遇冷重新生成NH4Cl，因此化合物B為NH4Cl，化合物C為ZnCl2；(3)利用高錳酸鉀的強(qiáng)氧化性把草酸氧化，因此滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤海�溶液變�(yōu)闇\紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；②根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，n(KMnO4)×（7－2）=n(Na2C2O4)×2×(4－3)，n(KMnO4)=0.67×2/(134×5)mol=2×10－3mol，高錳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2×10－3×158×200/(22.50×3.160)×100%=88.89%。