Question

4．常見鋅錳干電池因含有汞、酸或堿等，廢棄后進(jìn)入環(huán)境將造成嚴(yán)重危害．某化學(xué)興趣小組擬采用如下處理方法回收廢電池中的各種資源．

（1）填充物用60℃溫水溶解，目的是加快溶解速率．
（2）操作A的名稱為過濾．
（3）銅帽溶解時(shí)加入H₂O₂的目的是Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
銅帽溶解完全后，可采用加熱方法除去溶液中過量的H₂O₂．
（4）堿性鋅錳干電池電解質(zhì)為KOH，總反應(yīng)Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn（OH）₂，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂．
（5）濾渣的主要成分為含錳混合物，向含錳混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不斷攪拌至無氣泡為止．主要反應(yīng)為
2MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄=3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①當(dāng)1mol MnO₂參加反應(yīng)時(shí)，共有4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
②MnO（OH）與濃鹽酸在加熱條件下也可發(fā)生反應(yīng)，試寫出該應(yīng)的化學(xué)方程式：2MnO（OH）+6HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl₂+Cl₂↑+4H₂O．

Answer 1

分析 廢舊干電池含有銅、石墨、二氧化錳以及填充物等，填充物用60℃充分溶解，過濾，濾液中含有氯化銨，蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶可得到氯化銨晶體；銅與稀硫酸在過氧化氫作用發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅，加入鋅可置換出銅，過濾分離，硫酸鋅溶液最終可生成氫氧化鋅、氧化鋅，冶煉可得到鋅，
（1）加熱適當(dāng)溫度，可促進(jìn)溶解，注意溫度不能過高；
（2）操作A用于分離和固體和液體，為過濾操作；
（3）酸性條件下，雙氧水能將銅氧化生成銅離子；加熱條件下，雙氧水易分解；
（4）濾渣的主要成分為含錳混合物，向含錳混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不斷攪拌至無氣泡為止．其主要反應(yīng)為2MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
（5）①根據(jù)二氧化錳和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
②MnO（OH）與濃鹽酸在加熱條件下也可發(fā)生反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水．

解答 解：廢舊干電池含有銅、石墨、二氧化錳以及填充物等，填充物用60℃充分溶解，過濾，濾液中含有氯化銨，蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶可得到氯化銨晶體；銅與稀硫酸在過氧化氫作用發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅，加入鋅可置換出銅，過濾分離，硫酸鋅溶液最終可生成氫氧化鋅、氧化鋅，冶煉可得到鋅，
（1）加熱適當(dāng)溫度，可促進(jìn)溶解，
故答案為：加快溶解速率；
（2）操作A用于分離和固體和液體，為過濾操作，故答案為：過濾；
（3）酸性條件下，雙氧水能將銅氧化生成銅離子反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；加熱條件下，雙氧水易分解生成水和氧氣，所以除去雙氧水的方法是加熱，
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；加熱；
（4）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由方程式可知Zn被氧化生成Zn（OH）₂，則電極方程式為Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂，
故答案為：Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂；
（5）濾渣的主要成分為含錳混合物，向含錳混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不斷攪拌至無氣泡為止．其主要反應(yīng)為2 MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①反應(yīng)中，氧化劑是MnO（OH）、MnO₂，還原劑是草酸，當(dāng)1mol MnO₂參加反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=$\frac{1mol}{1}$×2×2×（4-3）=4mol，
故答案為：4；
②MnO（OH）與濃鹽酸在加熱條件下也可發(fā)生反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)方程式為2MnO（OH）+6HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：2MnO（OH）+6HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl₂+Cl₂↑+4H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)的分離和提純、原電池原理，根據(jù)原電池正負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)、物質(zhì)的性質(zhì)及其分離方法來分析解答，能從整體上把握物質(zhì)分離過程，熟練掌握基礎(chǔ)知識，靈活運(yùn)用知識解答，題目難度中等．