Question

（15分）锌锰干电池所含的汞、酸或碱等在废弃后进入环境中将造成严重危害。对废旧电池进行资源化处理显得非常重要。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。

（1）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂，其负极的电极反应式为_________________________________________________________。
（2）填充物用60℃温水溶解，目的是加快溶解速率，但必须控制温度不能太高，其原因是___________。
（3）操作A的名称为_____________ 。
（4）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。其主要反应为2MnO(OH)+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O。
①当1 mol MnO₂参加反应时，共有___________mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出其反应的化学方程式：________________。
（5）铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是_______________________________（用化学方程式表示）。铜帽溶解完全后，可采用_____________方法除去溶液中过量的H₂O₂。
（6）锌锰干电池所含的汞可用KMnO₄溶液吸收。在不同pH下，KMnO₄溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示：

根据上图可知：
①pH对Hg吸收率的影响规律是__________________________________________________.
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是_____________________________________.

Answer 1

（1）Zn＋2OH^－－2e^－=Zn(OH)₂     （2）温度过高氯化铵受热分解     （3）过滤
（4）①4    ②2MnO(OH)＋6HCl(浓) 2MnCl₂＋Cl₂↑＋4H₂O    
（5）Cu＋H₂O₂＋H₂SO₄=CuSO₄＋2H₂O     加热    
（6）①随pH升高，汞的吸收率先降低后增加  ② KMnO₄在酸性条件下氧化性强

试题分析：（1）根据已知条件可知该电池中的负极的电极式是Zn＋2OH^－－2e^－=Zn(OH)₂。（2）为加快溶解速率填充物要用温水溶解，但温度不能太高，否则氯化铵受热分解。（3）把不溶性的固体与可溶性固体分离的操作是过滤。（4）①当1 mol MnO₂参加反应时，共有4molC原子有反应前的+3价变为+4价。所以转移电子4mol。②根据电子守恒及质量守恒定律可得MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下反应的化学方程式为2MnO(OH)＋6HCl(浓) 2MnCl₂＋Cl₂↑＋4H₂O。（5）铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是为了溶解Cu单质。反应的方程式为Cu＋H₂O₂＋H₂SO₄=CuSO₄＋2H₂O。铜帽溶解完全后，溶液中含有过量的H₂O₂。由于H₂O₂不稳定，受热容易发生分解反应产生氧气和水。所以可采用加热的方法除去溶液中过量的H₂O₂。（6）根据上图可知：①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率逐渐降低，当溶液的pH>11后又增加。即：先降低后升高。②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是强酸性环境中KMnO₄的氧化性强。