Question

【題目】廢舊電池中的Zn、Mn元素的回收，對環(huán)境保護有重要的意義。鋅錳干電池的負極是作為電池殼體的金屬鋅，正極是被二氧化錳和碳粉包圍的石墨電極，電解質(zhì)是氯化鋅和氯化銨的糊狀物，該電池放電過程中產(chǎn)生MnOOH。

I.回收鋅元素，制備ZnCl2

步驟一：向除去殼體及石墨電極的黑色糊狀物中加水，攪拌，充分溶解，經(jīng)過濾分離得固體和濾液；

步驟二：處理濾液，得到ZnCl2·xH2O晶體；

步驟三：將SOCl2與ZnCl2·xH2O晶體混合制取無水ZnCl2。

制取無水ZnCl2，回收剩余的SOCl2并驗證生成物中含有SO2(夾持及加熱裝置略)的裝置如下：

已知：SOCl2是一種常用的脫水劑，熔點-105℃，沸點79℃，140℃以上時易分解，與水劇烈水解生成兩種氣體。

（1）接口的連接順序為a→___→____→h→i→___→___→___→e。

（2）三頸燒瓶中反應(yīng)的化學方程式：____。

（3）步驟二中得到ZnCl2·xH2O晶體的操作方法：___。

（4）驗證生成物中含有SO2的現(xiàn)象為：___。

II.回收錳元素，制備MnO2

（5）步驟一得到的固體經(jīng)洗滌，初步蒸干后進行灼燒，灼燒的目的____。

III.二氧化錳純度的測定

稱取1.0g灼燒后的產(chǎn)品，加入1.34g草酸鈉(Na2C2O4)固體，再加入足量的稀硫酸并加熱(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，充分反應(yīng)后冷卻，將所得溶液轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻度線，從中取出10.00mL，用0.0200mol/L高錳酸鉀溶液進行滴定，滴定三次，消耗高錳酸鉀溶液體積的平均值為10.00mL。

（6）寫出MnO2溶解反應(yīng)的離子方程式___。

（7）產(chǎn)品的純度為____。

Answer 1

【答案】f g b c d xSOCl2+ZnCl2·xH2O=xSO2↑+2xHCl↑+ ZnCl2 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 品紅溶液褪色 除去碳粉，并將MnOOH氧化為MnO2 MnO2+C2O42-+4H+Mn2++2CO2↑+2H2O 43.5%

【解析】

Ⅰ．SOCl2吸收結(jié)晶水得到SO2與HCl，用冰水冷卻收集SOCl2，濃硫酸吸收水蒸氣，防止溶液中水蒸氣進入，用品紅溶液檢驗二氧化硫，用氫氧化鈉溶液吸收尾氣種二氧化硫與HCl，防止污染環(huán)境，注意防止倒吸。

III.該滴定實驗的原理為利用高猛酸鉀標準液來測定未反應(yīng)的草酸根的量，從而確定與草酸根反應(yīng)的二氧化錳的量。

Ⅰ．（1）根據(jù)分析可知裝置的連接順序為f→g→h→i→b→c→d→e，

（2）三頸燒瓶中為SOCl2與ZnCl2·xH2O中的結(jié)晶水的反應(yīng)，SOCl2遇水劇烈反應(yīng)生成SO2與HCl，所以反應(yīng)方程式為：xSOCl2+ZnCl2·xH2O=xSO2↑+2xHCl↑+ ZnCl2；

（3）由溶液得到晶體，可進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；

（4）二氧化硫可使品紅溶液褪色，所以當生成物中有二氧化硫時會觀察到品紅溶液褪色；

II. （5）固體含有碳和MnOOH，灼燒可生成二氧化碳，以除去碳，且將MnOOH氧化為MnO2，故答案為：除去碳粉，并將MnOOH氧化為MnO2；

III.（6）MnO2溶解在草酸鈉中，二氧化錳會將草酸根氧化得到錳離子和二氧化碳，結(jié)合電荷守恒和質(zhì)量守恒書寫可得離子方程式為：MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O；

（7）高猛酸鉀在酸性環(huán)境下也可以將草酸根氧化，反應(yīng)方程式為2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，根據(jù)方程式可知存在數(shù)量關(guān)系：2MnO4-~5C2O42-，則10.00mL待測液中剩余的n（C2O42-）=0.0200mol/L×0.01L×=0.0005mol，則總剩余的n（C2O42-）=0.0005mol×=0.005mol，總的草酸根的物質(zhì)的量為=0.01mol，則與二氧化錳反應(yīng)的n（C2O42-）=0.01mol-0.005mol=0.005mol，根據(jù)反應(yīng)方程式MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O可知n(MnO2)=0.005mol，所以產(chǎn)品的純度為