Question

锌锰干电池由于其贮存和使用寿命较短，大都为一次性电池，用完之后被当作垃圾扔掉。这不仅浪费了宝贵的金属资源，而且还会产生严重的环境污染。下表是各类电池的综合成分分析结果：

元素	锌	锰	铁	铜	碳	其它
质量百分含量	13～27	14～28	23～26	0.5～0.7	5～6	13

通过简单的机械处理，将电池中各组分进行最大在限度的分离，从而使整个处理过程得到简化。再分别对锌皮和锰粉（MnO₂）进行湿法处理，通过预处理、浸取、净化等工序制出产品。工艺流程如下图：

查阅资料知各离子沉淀完全的pH为

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

已知：锌元素与铝元素相似，具有两性。

 

1、市售锌锰干电池为碱性电池，电解质溶液为KOH,则其正极反应为                    ；

电极总反应方程为                                ；

2、在预处理中，分离铁皮和锌皮的方法是          ，洗液加(NH₄)₂CO₃在pH＝7.5沉淀出一种碱式盐，该物质的化学式为             。

3、二氧化锰生产中，写出加入30%盐酸溶解时的离子方程式                           ；盐酸溶解后回收的渣是             ；

4、已知第二次加H₂O₂后调节pH≈9的目的为将Mn²⁺转化为MnO₂,则第一次加H₂O₂后调节pH≈5，目的是                ；

5、实验室中用高锰酸钾溶液检验Mn²⁺时，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为             

                              ；

6、硫酸锰在高温条件下可以得到三种氧化物，该热分解的方程式为                    。

Answer 1

【知识点】常见离子检验、除杂、电化学、离子方程式的书写

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

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

2、磁选法或用磁铁吸 （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、锌锰干电池负极为锌，失电子，正极为石墨，二氧化锰得电子生成MnOOH，正极电极反应式：2MnO₂+2H₂O+2e^-=2MnOOH+2OH^-；总反应方程式：

  2MnO₂+2H₂O+Zn=2MnOOH+Zn(OH)₂；

2、在预处理中，分离铁皮和锌皮的方法是磁选法或用磁铁吸；洗液加(NH₄)₂CO₃在pH＝7.5沉淀出一种碱式盐，该物质是碱式碳酸锌，化学式为Zn₂(OH)₂CO₃；

3、二氧化锰生产中，加入30%盐酸溶解时，生成氯化锰和氯气，离子方程式为：

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

4、第一次加H₂O₂后，将亚铁离子氧化成铁离子，调节pH≈5，将铁离子完全沉淀；故目的是除去Fe²⁺和Fe³⁺；

5、高锰酸钾溶氧化Mn²⁺生成黑色的MnO₂，方程式：2MnO₄^-+3Mn²⁺+4OH^-=5MnO₂+2H₂O

6、硫酸锰在高温条件下可以得到三种氧化物：氧化锰、二氧化硫、三氧化硫，方程式：

  3MnSO₄Mn₃O₄+SO₂↑+SO₃↑

【思路点拨】本题以碱性锌锰电池为依据考查了电极反应式书写、氧化还原反应方程式书写、分解反应等，注意流程中的信息；难度中等。