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【题目】市售一次性电池品种很多的,碱性锌锰电池的日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理,可以获得MnO2及其他副产品,其工艺流程如下:

已知:锰粉的主要成分有MnO2Zn(OH)2MnOOH、碳粉,还含量有少量铁盐和亚铁盐。常温下,生成氢氧化物沉淀的pH如下表。

物质

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Zn(OH)2

Mn(OH)2/Mn(OH)3

开始沉淀pH

2.7

7.6

5.7

8.3

完全沉淀pH

c≤1.0x10-5mol/L

3.7

9.6

8.0

8.8

(1)加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是___。计算常温下Zn(OH)2的溶度积常数Ksp[Zn(OH)2]=___

(2)写出滤液2中的Mn2变成MnO2的离子方程式___

(3)写出滤渣B与稀硫酸在pH=5时的化学方程式___

(4)工艺中还可以将滤液4进行____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。

(5)MnO2常用来制取KMnO4,在一定条件下将MnO2氧化为K2MnO4,然后用铁作阴极、铂作阳极电解K2MnO4溶液得到KMnO4。电解K2MnO4溶液的总反应方程式___

【答案】使Fe3Zn2完全沉淀而除去 1.0×10-17 Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O Zn(OH)2+H2SO4=ZnSO4+2H2O 蒸发浓缩 冷却 结晶 过滤 2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2

【解析】

废旧锌锰电池进行机械分离得到金属和锰粉;锰粉的主要成分有MnO2Zn(OH)2MnOOH、碳粉,还含量有少量铁盐和亚铁盐,锰粉与浓盐酸、加热,其中MnO2MnOOHZnOH2反应得到MnCl2ZnCl2,滤渣A中主要含碳粉,滤液1中含MnCl2ZnCl2、铁盐和亚铁盐,向滤液1中加入少量双氧水,发生2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,加入NaOH溶液调节溶液pH=8.0,根据表中数据,Fe3+Zn2+完全沉淀而除去;过滤后向滤渣B中加入稀硫酸并调节溶液的pH=5,过滤得到的滤渣CFe(OH)3,滤液4的主要成分是硫酸锌;向滤液2中加入足量NaOH和双氧水发生Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O,过滤烘干得到固体MnO2

(1)根据表中各离子开始沉淀和完全沉淀的pH,加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是使Fe3Zn2完全沉淀而除去;常温下,Ksp[Zn(OH)2]=c2 (OH-)×c(Zn2+)Kw=c(OH-)×c(H+) Zn2+完全沉淀的pH=8.0c(OH-)==10-6mol/LKsp[Zn(OH)2]= (10-6) 2×10-5=10-17

(2)滤液2中的Mn2+被双氧水氧化生成MnO2的同时生成水,反应的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O

(3)根据Fe3+Zn2+开始沉淀和完全沉淀的pH,滤渣B中氢氧化锌与稀硫酸在pH=5时反应生成硫酸锌和水,化学方程式为Zn(OH)2+ H2SO4= ZnSO4+ 2H2O

(4)滤液4为硫酸锌,从硫酸锌溶液中得到含有结晶水的ZnSO4,应将滤液4进行蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、洗涤的方法制取;

(5)电解K2MnO4溶液时,阳极上MnO42-失电子发生氧化反应得到MnO4-、阴极上氢离子放电生成氢气,总反应式为2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2

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1)试求的中和热______

2的中和热的文献值为,则请你分析在中测得的实验值偏差可能的原因______

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请回答下列问题:

1B在元素周期表的位置为________________________

2CDE三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序为_________(用离子符号表示)。

3ABE可组成一种化合物,其原子个数之比为4:1:1,该化合物的水溶液与C的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为__________________________________________________

4B的一种氢化物分子中含有18个电子,其化学式为_________________

5BE3在常温下是一种淡黄色的液体,遇水即发生水解可生成一种具有漂白性的物质和一种核外电子总数为10的气体,写出该反应的化学方程式_________________________________

6)下列事实能证明DE非金属性强弱的是__________(选填字母序号)。

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C.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性 D.比较这两种元素与氢气化合的难易程度

E.比较这两种元素气态氢化物的还原性

7)已知DE两种元素形成的化合物HH结构与过氧化氢相似。5.4gH中含有的电子数目为_______________

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