Question

【題目】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，電解質是氯化鋅和氯化銨的糊狀物，該電池放電過程中產生MnOOH。廢舊電池中的Zn、Mn元素的回收，對環境保護有重要的意義。

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)的裝置如圖：

(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，與水劇烈反應生成兩種氣體。)

（1）寫出SOCl2與水反應的化學方程式：__。

（2）接口的連接順序為a→__→__→h→i→__→__→__→e。

Ⅱ.回收錳元素，制備MnO2

（3）洗滌步驟一得到的固體，判斷固體洗滌干凈的方法：__。

（4）洗滌后的固體經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1.40g灼燒后的產品，加入2.68g草酸鈉(Na2C2O4)固體，再加入足量的稀硫酸并加熱(雜質不參與反應)，充分反應后冷卻，將所得溶液轉移到100mL容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻線，從中取出20.00mL，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17.30mL。

（5）寫出MnO2溶解反應的離子方程式__。

（6）產品的純度為__。

（7）若灼燒不充分，滴定時消耗高錳酸鉀溶液體積__(填“偏大”“偏小”“不變”)。

Answer 1

【答案】SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑ f g b c d 取最后一次洗液，滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則說明固體洗滌干凈 除去碳粉，并將MnOOH氧化為MnO2 MnO2＋C2O42-＋4H+=Mn2+＋2CO2↑＋2H2O 97.4% 偏大

【解析】

根據實驗原理及實驗裝置圖，分析裝置的鏈接順序；根據題干信息中物質的性質及氧化還原反應原理書寫相關反應方程式；根據滴定原理計算產品純度并進行誤差分析。

（1）根據已知條件，SOCl2與水反應生成與水劇烈反應生成兩種氣體，根據元素守恒判斷為SO2和HCl，則反應方程式為SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑，故答案為：SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑；

（2）三頸燒瓶中SOCl2吸收結晶水得到SO2與HCl，用冰水冷卻收集SOCl2，濃硫酸吸收水蒸氣，防止后面溶液中的水蒸氣進入錐形瓶中，用品紅溶液檢驗SO2，用氫氧化鈉溶液吸收尾氣中的SO2與HCl，防止污染環境，h裝置防止倒吸，接口的連接順序為a→f→g→h→i→b→c→d→e，故答案為：f；g；b ； c；d；

（3）判斷固體洗滌干凈的方法是檢驗洗滌液中有沒有Cl－：取最后一次洗液，滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則說明固體洗滌干凈，故答案為：取最后一次洗液，滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則說明固體洗滌干凈；

（4）灼燒除去碳，并將MnOOH氧化為MnO2，故答案為：除去碳粉，并將MnOOH氧化為MnO2；

（5）在H＋作用下，KMnO4、MnO2與C2O反應的離子方程式分別為2MnO＋5C2O＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O、MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O，故答案為：MnO2＋C2O42-＋4H+=Mn2+＋2CO2↑＋2H2O；

（6）n(C2O)＝2.68g÷134g·mol－1＝0.02mol；滴定100mL稀釋后溶液，消耗n(MnO)＝0.0200mol·L－1×0.01730L×5＝0.001730mol；根據氧化還原反應中得失電子數相等得n(MnO2)×2＋0.001730mol×5＝0.0200mol×2，得n(MnO2)＝0.015675mol，MnO2的質量分數＝＝0.974，即97.4%，故答案為：97.4%；

（7）若灼燒不充分，雜質也會消耗高錳酸鉀，滴定時消耗高錳酸鉀溶液體積將偏大，故答案為：偏大。