Question

【题目】锌锰干电池的负极是作为电池壳体的金属锌，正极是被二氧化锰和碳粉包围的石墨电极，电解质是氯化锌和氯化铵的糊状物，该电池放电过程中产生 MnOOH。废旧电池中的Zn、Mn元素的回收，对环境保护有重要的意义。

Ⅰ. 回收锌元素，制备ZnCl2

步骤一：向除去壳体及石墨电极的黑色糊状物中加水，搅拌，充分溶解，经过滤分离得固体和滤液。

步骤二：处理滤液，得到ZnCl2·xH2O晶体。

步骤三：将SOCl2与ZnCl2·xH2O晶体混合制取无水ZnCl2。

制取无水ZnCl2，回收剩余的SOCl2并验证生成物中含有SO2(夹持及加热装置略) 的装置如下：

(已知： SOCl2是一种常用的脱水剂，熔点－105℃，沸点79℃，140℃以上时易分解，与水剧烈水解生成两种气体。)

（1）写出SOCl2与水反应的化学方程式：______________________。

（2）接口的连接顺序为a→___→___→ h → h →___→___→___→e。______________

Ⅱ. 回收锰元素，制备MnO2

（3）洗涤步骤一得到的固体，判断固体洗涤干净的方法：_________________________。

（4）洗涤后的固体经初步蒸干后进行灼烧，灼烧的目的__________________________。

Ⅲ. 二氧化锰纯度的测定

称取1.40g灼烧后的产品，加入2.68g草酸钠（Na2C2O4）固体，再加入足量的稀硫酸并加热（杂质不参与反应），充分反应后冷却，将所得溶液转移到100mL容量瓶中用蒸馏水稀释至刻线，从中取出20.00mL，用0.0200mol/L高锰酸钾溶液进行滴定，滴定三次，消耗高锰酸钾溶液体积的平均值为17.30mL。

（5）写出MnO2溶解反应的离子方程__________________________________________。

（6）产品的纯度为______________________ 。

（7）若灼烧不充分，滴定时消耗高锰酸钾溶液体积_____（填“偏大”、“ 偏小”、“ 不变”）。

Answer 1

【答案】SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑ f → g → h → h → b → c → d → e 取最后一次洗液，滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明固体洗涤干净 除去碳粉，并将MnOOH氧化为MnO2 MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+ 2H2O 97.4% 偏大

【解析】

Ⅰ.（1）SOCl2与水反应生成SO2和HCl，SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑；

（2）三颈瓶中SOCl2吸收结晶水得到SO2与HCl，用冰水冷却收集SOCl2，浓硫酸吸收水蒸气，防止溶液中水蒸气加入锥形瓶中，用品红溶液检验二氧化硫，用氢氧化钠溶液吸收尾气种二氧化硫与HCl，防止污染环境，h装置防止倒吸；

Ⅱ.（3）洗涤步骤一得到的固体，判断固体洗涤干净的方法是检验洗涤液中有没有氯离子；

（4）洗涤后的固体经初步蒸干后进行灼烧，灼烧除去混在二氧化锰中的碳，并将MnOOH氧化为MnO2。

Ⅲ. （5）MnO2将C2O42－在H＋作用下氧化成CO2，而+4价锰还原成Mn2＋；

（6）n（C2O42－）=2.68g÷134g·mol－1=0.02mol；滴定100mL稀释后溶液，消耗n（MnO4－）=0.0200mol·L－1×0.01730L×5=0.001730mol；根据氧化还原反应中得失电子数相等得n（MnO2）×2+0.001730mol×5=0.0200mol×2，n（MnO2）=0.015675mol，再根据质量分数公式计算其质量分数．

（7）若灼烧不充分，杂质也会消耗高锰酸钾，滴定时消耗高锰酸钾溶液体积将偏大。

Ⅰ.（1）SOCl2与水反应生成SO2和HCl，反应方程式为；SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑

（2）三颈瓶中SOCl2吸收结晶水得到SO2与HCl，用冰水冷却收集SOCl2，浓硫酸吸收水蒸气，防止溶液中水蒸气加入锥形瓶中，用品红溶液检验二氧化硫，用氢氧化钠溶液吸收尾气种二氧化硫与HCl，防止污染环境，h装置防止倒吸，接口的连接顺序为a→ f → g → h → h → b → c → d → e ；

Ⅱ.（3）洗涤步骤一得到的固体，判断固体洗涤干净的方法是检验洗涤液中有没有氯离子：取最后一次洗液，滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明固体洗涤干净；

（4）洗涤后的固体经初步蒸干后进行灼烧，灼烧除去混在二氧化锰中的碳，并将MnOOH氧化为MnO2。

Ⅲ. （5）MnO2将C2O42－在H＋作用下氧化成CO2而+4价锰还原成Mn2＋，MnO2溶解反应的离子方程MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+ 2H2O；

（6）n（C2O42－）=2.68g÷134g·mol－1=0.02mol；滴定100mL稀释后溶液，消耗n（MnO4－）=0.0200mol·L－1×0.01730L×5=0.001730mol；根据氧化还原反应中得失电子数相等得n（MnO2）×2+0.001730mol×5=0.0200mol×2，n（MnO2）=0.015675mol，二氧化锰质量分数=0.015675mol×87g·mol－1/1.40g = 0.974，即97.4%；

（7）若灼烧不充分，杂质也会消耗高锰酸钾，滴定时消耗高锰酸钾溶液体积将偏大。