Question

【题目】常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。

（1）填充物用60℃温水溶解，目的是_________。

（2）铜帽溶解完全后，可采用______方法除去溶液中过量的H2O2。

（3）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。其正极的电极反应式为______________。

（4）锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。在不同pH下，KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示：

根据上图可知：

①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率_______。

②在pH为12～14条件下，KMnO4溶液吸收Hg的化学方程式________。

（5）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀破酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为： 2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O。

①当1mol MnO(OH)参加反应时，共有______mol电子发生转移。

②已知：MnCO3和Mn(OH)2的Ksp分别是9×10-11、4×10-14。工业上向上述所得的MnSO4溶液中加入NH3和NH4HCO3来制备碳酸锰, 若溶液中Mn2+为1.0mol·L-1，为尽可能多的获得高纯碳酸锰，应控制溶液中c(CO32-)_______≥mol·L-1，过程中应控制pH<_______。[Mn2+沉淀完全；lg2=0.3]

Answer 1

【答案】 加快溶解速率 加热 MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH- 先降低后增加 2MnO4+3Hg+H2O=2MnO2+3HgO+2KOH 2 9×10-6 7.3

【解析】（1）加热适当升高温度，可促进溶解；（2）加热条件下，双氧水易分解生成水和氧气，所以除去双氧水的方法是加热；（3）正极发生得到电子的还原反应，则根据总反应式可知正极是二氧化锰得到电子，其正极的电极反应式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-；（4）①根据图像可知随pH升高，汞的吸收率先降低后增加。②在pH为12～14条件下产物主要是HgO和二氧化锰，则KMnO4溶液吸收Hg的化学方程式为2MnO4+3Hg+H2O＝2MnO2+3HgO+2KOH。（5）①根据方程式可知只有碳元素化合价升高，从+3价升高到+4价，即每消耗1mol MnO(OH)反应消耗1mol草酸，转移2mol电子。②当锰离子浓度为10－5mol/L时可以认为沉淀完全，此时碳酸根浓度是9×10-11÷10－5mol/L＝9×10-6mol/L。当锰离子浓度为1.0mol/L时溶液中氢氧根浓度是，则此时pH＝7.3，因此为防止形成氢氧化锰沉淀，应控制pH<7.3。