Question

锌锰干电池所含的汞、酸或碱等在废弃后进入环境中将造成严重危害．对废旧电池进行资源化处理显得非常重要．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）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O═2MnOOH+Zn（OH）₂，其负极的电极反应式为

 

．
（2）填充物用60℃温水溶解，目的是加快溶解速率，但必须控制温度不能太高，其原因是

 

．
（3）操作A的名称为

 

．
（4）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硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止．其主要反应为2MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①当1mol MnO₂参加反应时，共有

 

mol电子发生转移．
②MnO（OH）与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出其反应的化学方程式：

 

．
（5）铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是

 

（用化学方程式表示）．铜帽溶解完全后，可采用

 

方法除去溶液中过量的H₂O₂．
（6）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图所示：
根据图可知：

①pH对Hg吸收率的影响规律是

 

．
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是

 

．

Answer 1

考点：常见化学电源的种类及其工作原理

专题：

分析：（1）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O═2MnOOH+Zn（OH）₂，其负极上锌失电子发生氧化反应；
（2）高温下，氯化铵易分解；
（3）操分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法；
（4）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硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止．其主要反应为2MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①根据二氧化锰和转移电子之间的关系式计算；
②MnO（OH）与浓盐酸在加热条件下也可发生反应生成氯化锰、氯气和水；
（5）酸性条件下，双氧水能将铜氧化生成铜离子；加热条件下，双氧水易分解；
（6）根据横坐标与其吸收率曲线变化趋势分析；酸性条件下，高锰酸钾具有强氧化性．

解答： 解：（1）负极发生氧化反应，由方程式可知Zn被氧化生成Zn（OH）₂，则电极方程式为Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂，故答案为：Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂；
（2）较高温度时，氯化铵易分解生成氯化氢和氨气，所以得不到氯化铵晶体，故答案为：温度过高氯化铵受热分解；
（3）操分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法，所以该操作名称是过滤，故答案为：过滤；
（4）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硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止．其主要反应为2 MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①该反应中，氧化剂是MnO（OH）、MnO₂，还原剂是草酸，当1mol MnO₂参加反应时，转移电子的物质的量=

1mol

1

×2×2×(4-3)=4mol，故答案为：4；
②MnO（OH）与浓盐酸在加热条件下也可发生反应生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为：2MnO（OH）+6HCl（浓）

△   .

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

△   .

2MnCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（5）酸性条件下，双氧水能将铜氧化生成铜离子反应的化学方程式为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；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；
故答案为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；加热；
（6）①根据图象知，随着pH的增大，汞的吸收率先减小后增大；酸性条件下，高锰酸钾具有强氧化性，所以酸性条件下的高锰酸钾氧化性更强，
故答案为：随着pH的增大，汞的吸收率先减小后增大；高锰酸钾在酸性条件下氧化性强．

点评：本题考查了物质的分离和提纯、原电池原理，根据原电池正负极上发生的反应、物质的性质及其分离方法来分析解答，能从整体上把握物质分离过程，熟练掌握基础知识，灵活运用知识解答，题目难度中等．