Question

【题目】为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，利用回收的某酸性锌锰干电池，处理可得到多种化工原料，并制备ZnSO4·7H2O。经查询该电池一种一次性电池，外壳为金属锌铁合金，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的填充物，放电过程产生MnOOH。

已知：Ksp（Zn(OH)2）=10－17；Ksp（Fe(OH)3）=10－39；= 4.64 lg2 = 0.3

回答下列问题：

（1）操作①的酸浸选用的酸为__________（填化学式），溶液X含有的阳离子为_________。

（2）滤渣A进行操作②得到较纯的MnO2，最简便的方法为__________，其原理是________。

（3）操作③和操作⑤，可通过__________、过滤、洗涤、晾干等步骤，分离提纯得到产品。

（4）操作④选用的试剂a选用___________（填化学式），其目的是______________________________（用离子方程式表示），继续加 ZnO调节pH，生成氢氧化铁沉淀，铁刚好沉淀完全的pH约为________ (离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，即可认为该离子沉淀完全)。

Answer 1

【答案】 H2SO4 Zn2+、 Fe2+ 在足量的空气或氧气中加热 碳粉转变为CO2， MnOOH氧化为MnO2 加热浓缩、冷却结晶 H2O2 H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 2.7

【解析】（1） 由于要生成硫酸锌，所以①操作用的酸为硫酸，与金属锌铁合金反应生成Zn2+、 Fe2+ ；

（2）滤渣A中主要为碳粉、MnOOH与MnO2，所以要出去C仅需要反应生成CO2气体， MnOOH可由加热反应生成MnO2除去，最直接方法为灼烧，所以反应条件为在足量的空气或氧气中加热；

（3）由于氯化铵、氯化锌、ZnSO4·7H2O的溶解度受温度影响较大，可采用结晶分离回收，即通过加热浓缩、冷却结晶等操作提纯；

（4）由于要生成3价铁，a应该具有氧化性，所以应采用H2O2，在酸性条件下反应离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O。根据氢氧化铁的溶度积可知，铁离子完全沉淀时，溶液中c（OH-）=mol/L=4.64mol/L，所以pH=- lg4.64=2.7。