Question

4．鋅錳干電池所含的汞、酸或堿等在廢棄后進入環(huán)境中將造成嚴重危害，對廢舊電池進行資源化處理顯得非常重要．某化學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）普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應為：Zn+2NH₄Cl+2MnO₂═Zn（NH₃）₂Cl₂+2MnOOH．
該電池負極材料主要是Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂，正極發(fā)生的主要反應是MnO₂+NH₄⁺+e^-=MnOOH+NH₃或MnO₂+H⁺+e^-=MnOOH．
（2）填充物溶解溫度應控制在60°C左右，其原因是溫度過高氯化銨受熱分解．
（3）操作A的名稱為過濾．
（4）向濾渣（主要成分為含錳混合物）中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不斷攪拌至無氣泡為止．其主要反應為2MnOOH+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①當1molMnO₂參加反應時，共有4mol電子發(fā)生轉移．
②MnOOH與濃鹽酸在加熱條件下也可發(fā)生反應，試寫出其反應的化學方程式2MnO（OH）+6HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2MnCl₂+Cl₂↑+4H₂O．
（5）銅帽與稀硫酸、H₂O₂反應的化學方程式為Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O．由硫酸銅溶液制備膽礬晶體，主要步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾．

Answer 1

分析 （1）堿性鋅錳干電池的電解質為KOH，總反應為Zn+2MnO₂+2H₂O═2MnOOH+Zn（OH）₂，其負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應電極反應式為：MnO₂+NH₄⁺+e^-=MnOOH+NH₃或MnO₂+H⁺+e^-=MnOOH；
（2）溫度越低反應速率越慢，高溫下，氯化銨易分解；
（3）操分離不溶性固體和溶液采用過濾的方法；
（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．其主要反應為2MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①根據(jù)二氧化錳和轉移電子之間的關系式計算；
②MnO（OH）與濃鹽酸在加熱條件下也可發(fā)生反應生成氯化錳、氯氣和水；
（5）酸性條件下，雙氧水能將銅氧化生成銅離子；由硫酸銅溶液制備膽礬晶體，主要步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾．

解答 解：（1）負極發(fā)生氧化反應，由方程式可知Zn被氧化生成Zn（OH）₂，正極發(fā)生還原反應電極反應式為：MnO₂+NH₄⁺+e^-=MnOOH+NH₃或MnO₂+H⁺+e^-=MnOOH，
故答案為：Zn；MnO₂+NH₄⁺+e^-=MnOOH+NH₃或MnO₂+H⁺+e^-=MnOOH；
（2）較高溫度時，氯化銨易分解生成氯化氫和氨氣，所以得不到氯化銨晶體，
故答案為：溫度低溶解速度慢，溫度過高氯化銨受熱分解；
（3）操分離不溶性固體和溶液采用過濾的方法，所以該操作名稱是過濾，
故答案為：過濾；
（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．其主要反應為2 MnO（OH）+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄═3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①該反應中，氧化劑是MnO（OH）、MnO₂，還原劑是草酸，當1mol MnO₂參加反應時，轉移電子的物質的量4mol，故答案為：4；
②MnO（OH）與濃鹽酸在加熱條件下也可發(fā)生反應生成氯化錳、氯氣和水，反應方程式為：2MnO（OH）+6HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2MnCl₂+Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：2MnO（OH）+6HCl（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2MnCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（5）酸性條件下，雙氧水能將銅氧化生成銅離子反應的化學方程式為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；主要步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾；
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾．

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