Question

【题目】我国电池的年市场消费量约为80亿只，其中是锌锰干电池，利用废旧锌锰干电池制备硫酸锌晶体和纯的工艺如下图所示：

已知：

①锌皮的主要成分为Zn，含有少量Fe；炭包的主要成分为、、、碳粉等，还含有少量的Cu、Ag、Fe等。

②；；。

(1)除去炭包中碳粉的操作为________。

A.酸浸 过滤 焙炒 焙烧

(2)粗转化为时，主要反应的离子方程式为____________________________。

(3)焙烧时发生反应的化学方程式为__________________________________________。

(4)制备硫酸锌晶体流程中，在溶解时加的作用是____________________________，用ZnO调节溶液pH的目的是_____________________________。滤液制备硫酸锌晶体的一系列操作为：____________、____________、________、洗涤、干燥。

(5)“草酸钠高锰酸钾返滴法”可测定的纯度，取样品于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，再加入足量的溶液，最后用溶液滴定剩余的。其中与溶液反应的离子方程式为__________________________________________。

Answer 1

【答案】 将溶液中氧化成 除去溶液中的杂质 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤

【解析】

用硫酸酸化的H2O2溶液溶解含铁的锌皮，所得溶液中含有Zn2+、Fe3+，然后加入ZnO调节溶液pH，使溶液中的Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀，过滤后将滤液蒸发浓缩、冷却结晶并过滤得到ZnSO47H2O；用稀硝酸溶解炭包并过滤，滤渣为碳和二氧化锰的混合物，在空气中焙烧，碳氧化为二氧化碳，将剩余的粗MnO2用用硫酸酸化的H2O2溶液溶解，得到MnSO4溶液，再滴加Na2CO3溶液，生成MnCO3沉淀，过滤并将滤渣继续在空气中焙烧即得到纯MnO2。

（1）炭包的主要成分为ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等，其中碳粉能在空气中燃烧生成二氧化碳气体；

（2）粗MnO2用用硫酸酸化的H2O2溶液溶解，得到MnSO4溶液，H2O2是还原剂，氧化产物为O2，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒即可得到发生反应的离子方程式；

（3）MnCO3在空气中焙烧得到纯MnO2和CO2，根据电子守恒和原子守恒即可写出发生反应的化学方程式；

（4）Zn2+和Fe3+开始沉淀时溶液的pH不等，可以通过调节溶液pH使Zn2+和Fe3+分离；加H2O2的目的是将酸浸后的Fe2+氧化成Fe3+，便于除去Fe3+；

（5）MnO2与稀硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应生成CO2，自身被还原为Mn2+，结合电子守恒和电荷守恒、原子守恒得发生反应的离子方程式；

(1)除去炭包中的碳粉，可以在空气中焙烧，使碳粉在空气中燃烧生成二氧化碳气体即可除去，故选项C符合题意，

故答案为：C；

(2)粗MnO2用用硫酸酸化的H2O2溶液溶解，得到MnSO4和O2，发生反应的离子方程式为，
故答案为：；
(3)MnCO3在空气中焙烧得到纯MnO2和CO2，则发生反应的化学方程式为，

故答案为：；
(4)加入ZnO可调节溶液pH，使溶液中的Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀，而Zn2+不沉淀；加入H2O2的目的是将酸浸后的Fe2+氧化成Fe3+，若不加入H2O2溶解，Zn2+和Fe3+开始沉淀时的pH相差不大，无法进行分离，从溶液中获得晶体的方法是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，

故答案为：将溶液中氧化成；除去溶液中的Fe3+杂质；蒸发浓缩；冷却结晶；过滤；

（5）MnO2参与反应的离子方程式为，
故答案为：；