【题目】我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对废旧碱性锌锰干电池的资源进行回收：
已知：
①Ksp(MnS)=2.5×10－13，Ksp(ZnS)=1.6×10－24
②Mn(OH)2开始沉淀时pH为8.3，完全沉淀的pH为9.8
③ 0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH约为8；0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH约为11。
(1)碱性锌锰干电池是以锌粉为负极，二氧化锰为正极，氢氧化钾溶液为电解质。电池总反应为：2MnO2+Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2，请写出电池的正极反应式________________________________；
(2)为了提高碳包的浸出效率，可以采取的措施有______________________________；(写一条即可)
(3)向滤液1中加入MnS的目的是__________________________________________；
(4)已知MnSO4的溶解度曲线如图所示，从滤液2中析出MnSO4·H2O晶体的操作是蒸发结晶、____________________、洗涤、低温干燥；
(5)为了选择试剂X，在相同条件下，分别用3 g碳包进行制备MnSO4的实验，得到数据如下表，请写出最佳试剂X与碳包中的主要成分发生反应的化学方程式________________。
实验编号 | 试剂X | MnSO4/g |
1 | 锌粉 | 2.4 |
2 | 铁粉 | 2.7 |
3 | FeS粉末 | 3.0 |
4 | 30%过氧化氢 | 3.7 |
(6)工业上经常采用向滤液2中加入NaHCO3溶液来制备MnCO3，不选择Na2CO3溶液的原因是_______________________________________；
(7)该科研小组利用EDTA(乙二胺四乙酸二钠，阴离子简写为Y2－)进行络合滴定，测定Mn元素在电池中的质量百分数。
实验过程如下：
①将一节废旧碱性锌锰干电池拆解后，去除金属、碳棒以及外包装后；
②准确称取固体粉末1.200 g；
③经过水浸…等步骤得到滤液1(<100 mL)；
④将滤液1稀释至100.00 mL；
⑤取20.00 mL溶液用0.0500 molL－1EDTA标准溶液滴定；在一定条件下，只发生反应：Mn2++Y2－=MnY。
⑥重复滴定3次，平均消耗标准溶液22.00 mL。
则Mn元素的质量百分数为________。(保留3位有效数字)
【答案】MnO2+H2O +e－= MnOOH+OH－ 适当的升温(或搅拌) 将溶液中的Zn2+转化为ZnS沉淀而除去 趁热过滤 H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑ Na2CO3溶液的碱性强，容易产生Mn(OH)2的沉淀 25.2%
【解析】
锌锰干电池水浸拆分处理得当金属为锌,电解质浸泡过滤分离得到锌粉和锌酸钾,碳包加入硫酸和过氧化氢,分离得到石墨和滤液1,加入MnS分离锌离子生成硫化锌,过滤得到滤液2为硫酸锰,硫化锌转化为锌酸钾；由MnSO4的溶解度曲线可以知道, MnSO4·H2O在温度超过40
后溶解度随温度的升高而降低,则将滤液2溶液蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、并低温干燥得到MnSO4·H2O晶体;
（1）由电池的总反应知，放电时二氧化锰作正极，得电子，在碱性条件下生成氢氧化氧锰，正极的反应方程式为MnO2+H2O +e－= MnOOH+OH－。答案：MnO2+H2O +e－= MnOOH+OH－。
（2）为了提高碳包的浸出效率，可将碳包粉碎，增大接触面积，或适当的升温(或搅拌) 加快浸出的速率。答案：适当的升温(或搅拌)或可将碳包粉碎。
（3）根据题目的信息，硫化锌的溶解度远小于硫化锰，加硫化锰的目的是使溶液中的锌离子转化为硫化锌沉淀，且不引入其他的杂质阳离子。答案：将溶液中的Zn2+转化为ZnS沉淀而除去。
（4）MnSO4·H2O晶体随着温度的升高，溶解度逐渐减小，故从滤液2中析出MnSO4·H2O晶体的操作是蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、低温干燥。答案：趁热过滤。
（5）由表知，试剂X为30%过氧化氢时，目标产物的质量最大，碳包的成分二氧化锰和硫酸、过氧化氢的反应方程式为H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑ 。答案：H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑。
（6）已知：Mn(OH)2开始沉淀时pH为8.3,完全沉淀的pH为9.8，碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠，加碳酸钠，会使锰离子转化为氢氧化锰沉淀，减少产品的产量。答案：Na2CO3溶液的碱性强，容易产生Mn(OH)2的沉淀。
（7）消耗EDTA标准溶液物质的量=0.0500mol/L
0.0220L=0.0011mol,Mn2++Y2-= MnY ,则样品中Mn2+的物质的量为0.0011mol 
=0.11mol元素守恒得到Mn元素的百分含=
100
=25.2%因此答案是: 25.2%。
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】某温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2和I2，发生反应：H2 (g) +I2 (g)
2HI(g)．反应体系中各物质浓度的有关数据如下。
容器 | 起始浓度 | 平衡浓度 | |
c(H2)/mol·L-1 | c(I2)/mol·L-1 | c(HI)/mol·L-1 | |
甲 | 0.01 | 0.01 | 0.004 |
乙 | 0.01 | 0.02 | a |
丙 | 0.02 | 0.01 | b |
丁 | 0.02 | 0.02 | —— |
下列判断正确的是
A. HI的平衡浓度：a=b>0.004
B. 平衡时，H2的转化率：丁>甲
C. 平衡时，乙中H2的转化率等于20%
D. 丙中条件下，该反应的平衡常数K=4
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】已知可逆反应2NO(g)
N2(g)+O2(g)。若在某温度下达到平衡时C(N2)=0.05mol·L-1，C(O2)=0.05mol·L-1，c(NO)=0.1mol·L-1 该反应的平衡常数为_____________，保持温度不变，将容器体积缩小一半，则平衡常数_________(填增大、减小或不变)。
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】室温下，向100 mL某浓度H2A溶液中加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，所得溶液的pH随NaOH溶液体积的变化曲线如图所示，其中b、c为等当点(等当点指的是按某个方程式恰好反应的点)。下列有关说法不正确的是
A. 起始时，c(H2A)＝0.1 mol·L－1
B. b点时：c(Na＋)> c(A2－)>c(HA－) > c(H＋)>c(OH－)
C. b→c段，反应的离子方程式为HA－＋OH－===A2－＋H2O
D. c→d段，溶液中A2－的水解程度逐渐减弱
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】硫和钙的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)钙元素的焰色反应呈砖红色，其中红色对应的辐射波长为_____（填字母)nm。
A.435 B500 C.580 D.605 E. 700
(2)元素S和Ca中，第一电离能较大的是_____(填元素符号)，其基态原子核外电子排布式为_______。
(3)X射线衍射测定等发现，石膏(CaSO4 2H2O)中存在SO42-离子。SO42-离子的几何构型为_____，中心原子的杂化形式为________。
(4) 基态Ca原子中，核外电子占据最高能层的符号是____，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_____。钙元素和锰元素属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属钙的熔点、沸点等都比金展锰低，原因是_________________。
(5)过氧化钙晶体的晶胞结构如图所示，已知该晶胞的密度是ρ g cm-3，则晶胞结构中最近的两个Ca2+间的距离为______ (列算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的数值)nm，与Ca2+紧邻O22-的个数为______。
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】稠环芳香烃是指两个或两个以上的苯环通过共用环边所构成的多环有机化合物，它们的化学性质与苯相似。常见的稠环芳香烃如萘、蒽、菲、芘等，其结构分别为
下列说法不正确的是
A. 萘的分子式为C10H8，与H2完全加成后，产物的分子式为C10H18
B. 上述四种物质均能发生取代反应、加成反应、氧化反应
C. 上述四种物质均能与液溴在铁粉催化下发生加成反应
D. 上述四种物质均可与浓硝酸发生硝化反应
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】需要加入适当的氧化剂才能实现的反应
A. PCl3→PCl5 B. MnO4- →Mn2+ C. SO3→HSO4- D. CO2→H2CO3
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】DDT又叫滴滴涕，化学名为双对氯苯基三氯乙烷，化学式(ClC6H4)2CH(CCl3)。名称从英文缩写DDT而来，为白色晶体，不溶于水，溶于煤油，可制成乳剂，是有效的杀虫剂。DDT进入食物链，是导致一些食肉和食鱼的鸟接近灭绝的主要原因。因此从70年代后滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止生产和使用。其结构为：
，下列有关说法正确的是 ( )
A. 属于烃类 B. DDT完全燃烧后只产生CO2和H2O两种物质
C. 分子无手性碳 D. 氢核磁共振谱图中有5种位置峰
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com