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，用完之后被當作垃圾扔掉。這不僅浪費了寶貴的金屬資源，而且還會產生嚴重的環(huán)境污染。下表是各類電池的綜合成分分析結果：

元素	鋅[來源：全,品…中&高*考+網]	錳	鐵	銅	碳	其它
質量百分含量	13～27	14～28	23～26	0.5～0.7	5～6	13

通過簡單的機械處理，將電池中各組分進行最大在限度的分離，從而使整個處理過程得到簡化。再分別對鋅皮和錳粉（MnO₂）進行濕法處理，通過預處理、浸取、凈化等工序制出產品。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，電解質溶液為KOH,則其正極反應為                    ；

電極總反應方程為                                ；

2、在預處理中，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，該物質的化學式為             。

3、二氧化錳生產中，寫出加入30%鹽酸溶解時的離子方程式                           ；鹽酸溶解后回收的渣是             ；

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

5、實驗室中用高錳酸鉀溶液檢驗Mn²⁺時，產生黑色沉淀，該反應的離子方程式為             

                              ；

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

【知識點】常見離子檢驗、除雜、電化學、離子方程式的書寫

【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，正極電極反應式：2MnO₂+2H₂O+2e^-=2MnOOH+2OH^-；總反應方程式：

  2MnO₂+2H₂O+Zn=2MnOOH+Zn(OH)₂；

2、在預處理中，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，該物質是堿式碳酸鋅，化學式為Zn₂(OH)₂CO₃；

3、二氧化錳生產中，加入30%鹽酸溶解時，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↑[來源：全,品…中&高*考+網]

【思路點撥】本題以堿性鋅錳電池為依據考查了電極反應式書寫、氧化還原反應方程式書寫、分解反應等，注意流程中的信息；難度中等。