Question

鋅錳干電池所含的汞、酸或堿等在廢棄后進入環境中將造成嚴重危害．對廢舊電池進行資源化處理顯得非常重要．某化學興趣小組擬采用如下處理方法回收廢電池中的各種資源．

（1）堿性鋅錳干電池的電解質為KOH，總反應為Zn+2MnO₂+2H₂O═2MnOOH+Zn（OH）₂，其負極的電極反應式為

 

．
（2）填充物用60℃溫水溶解，目的是加快溶解速率，但必須控制溫度不能太高，其原因是

 

．
（3）操作A的名稱為

 

．
（4）濾渣的主要成分為含錳混合物，向含錳混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不斷攪拌至無氣泡為止．其主要反應為2MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①當1mol MnO₂參加反應時，共有

 

mol電子發生轉移．
②MnO（OH）與濃鹽酸在加熱條件下也可發生反應，試寫出其反應的化學方程式：

 

．
（5）銅帽溶解時加入H₂O₂的目的是

 

（用化學方程式表示）．銅帽溶解完全后，可采用

 

方法除去溶液中過量的H₂O₂．
（6）鋅錳干電池所含的汞可用KMnO₄溶液吸收．在不同pH下，KMnO₄溶液對Hg的吸收率及主要產物如圖所示：
根據圖可知：

①pH對Hg吸收率的影響規律是

 

．
②在強酸性環境下Hg的吸收率高的原因可能是

 

．

Answer 1

考點：常見化學電源的種類及其工作原理

專題：

分析：（1）堿性鋅錳干電池的電解質為KOH，總反應為Zn+2MnO₂+2H₂O═2MnOOH+Zn（OH）₂，其負極上鋅失電子發生氧化反應；
（2）高溫下，氯化銨易分解；
（3）操分離不溶性固體和溶液采用過濾的方法；
（4）濾渣的主要成分為含錳混合物，向含錳混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不斷攪拌至無氣泡為止．其主要反應為2MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①根據二氧化錳和轉移電子之間的關系式計算；
②MnO（OH）與濃鹽酸在加熱條件下也可發生反應生成氯化錳、氯氣和水；
（5）酸性條件下，雙氧水能將銅氧化生成銅離子；加熱條件下，雙氧水易分解；
（6）根據橫坐標與其吸收率曲線變化趨勢分析；酸性條件下，高錳酸鉀具有強氧化性．

解答： 解：（1）負極發生氧化反應，由方程式可知Zn被氧化生成Zn（OH）₂，則電極方程式為Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂，故答案為：Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂；
（2）較高溫度時，氯化銨易分解生成氯化氫和氨氣，所以得不到氯化銨晶體，故答案為：溫度過高氯化銨受熱分解；
（3）操分離不溶性固體和溶液采用過濾的方法，所以該操作名稱是過濾，故答案為：過濾；
（4）濾渣的主要成分為含錳混合物，向含錳混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不斷攪拌至無氣泡為止．其主要反應為2 MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①該反應中，氧化劑是MnO（OH）、MnO₂，還原劑是草酸，當1mol MnO₂參加反應時，轉移電子的物質的量=

1mol

1

×2×2×(4-3)=4mol，故答案為：4；
②MnO（OH）與濃鹽酸在加熱條件下也可發生反應生成氯化錳、氯氣和水，反應方程式為：2MnO（OH）+6HCl（濃）

△   .

2MnCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：2MnO（OH）+6HCl（濃）

△   .

2MnCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（5）酸性條件下，雙氧水能將銅氧化生成銅離子反應的化學方程式為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；加熱條件下，雙氧水易分解生成水和氧氣，所以除去雙氧水的方法是加熱；
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；加熱；
（6）①根據圖象知，隨著pH的增大，汞的吸收率先減小后增大；酸性條件下，高錳酸鉀具有強氧化性，所以酸性條件下的高錳酸鉀氧化性更強，
故答案為：隨著pH的增大，汞的吸收率先減小后增大；高錳酸鉀在酸性條件下氧化性強．

點評：本題考查了物質的分離和提純、原電池原理，根據原電池正負極上發生的反應、物質的性質及其分離方法來分析解答，能從整體上把握物質分離過程，熟練掌握基礎知識，靈活運用知識解答，題目難度中等．