Question

普通鋅錳干電池構造如圖，電池反應為：Zn+2MnO₂+2NH₄⁺═2MnO（OH）+2NH₃+Zn²⁺．回答下列問題：
（1）電池內部的淀粉糊不能增強導電能力，其原因是

 

（2）MnO₂通過鋁熱反應可冶煉錳，寫出該反應的化學方程式

 

（3）從廢舊電池填充物回收純凈MnO₂．回收過程如圖：

①酸浸后的濾液中

 

（填“含”或“不含”）大量NH₄⁺．
②酸浸過程中，發(fā)生的氧化還原反應的離子方程式是

 

③寫出電解過程中陽極的電極反應式

 

④已知：Ksp（MnCO₃）=1.8×10^-11、Ksp（ZnCO₃）=1.4×10^-11，往酸浸后的溶液中加入適量Na₂CO₃溶液，生成的沉淀中只含有MnCO₃，原因是

 

⑤已知某品牌廢舊鋅錳干電池中錳元素的質量分數是27.5%，則從1kg該廢舊電池中理論上可回收MnO₂的質量為

 

g．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：（1）根據淀粉的性質分析；
（2）根據元素守恒和電子守恒書寫方程；
（3）①銨鹽受熱易分解，焙燒后的混合物中沒有銨根離子；
②酸性條件下，MnO₂與H₂O₂反應生成Mn²⁺和H₂O；
③電解時錳離子在陽極失電子生成二氧化錳；
④根據溶度積常數及溶液中的離子濃度分析；
⑤根據Mn元素守恒計算．

解答： 解：（1）淀粉在水溶液中不能電離出離子是非電解質，不能導電，所以淀粉是非電解質，不能導電；
故答案為：淀粉是非電解質，不能導電；
（2）高溫條件下MnO₂與鋁反應生成錳和氧化鋁，其反應的化學方程式為：3MnO₂+4Al

高溫  .

2Al₂O₃+3Mn；
故答案為：3MnO₂+4Al

高溫  .

2Al₂O₃+3Mn；
（3）①銨鹽受熱易分解，所以焙燒時銨鹽分解為氣體揮發(fā)了，則焙燒后的混合物中沒有銨根離子，即酸浸后的濾液中不含大量NH₄⁺；
故答案為：不含；
②酸性條件下，MnO₂與H₂O₂反應生成Mn²⁺和H₂O，其反應的離子方程式為：MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+2H₂O；
故答案為MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+2H₂O：
③電解時錳離子在陽極失電子生成二氧化錳，則陽極的電極反應式為：Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂↓+4H⁺；
故答案為：Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂↓+4H⁺；
④已知：Ksp（MnCO₃）=1.8×10^-11、Ksp（ZnCO₃）=1.4×10^-11，溶液中Mn²⁺濃度比Zn²⁺大得多，所以MnCO₃先生成的過飽和溶液，即MnCO₃先生成沉淀；
故答案為：MnCO₃與ZnCO₃溶度積相差不大，但溶液中Mn²⁺濃度比Zn²⁺大得多，Mn²⁺更容易生成MnCO₃沉淀；
⑤錳元素的質量分數是27.5%，則從1kg該廢舊電池中m（Mn）=1000×27.5%=275g，
設可回收MnO₂的質量為xg
   Mn～MnO₂
   55      87
   275g    xg

55

275g

=

87

xg

  解得x=435
故答案為：435．

點評：本題考查學生對元素及其化合物的主要性質的掌握、書寫電極反應方程式、閱讀題目獲取新信息能力、對工藝流程的理解等，難度中等，需要學生具備扎實的基礎與綜合運用知識、信息分析解決問題能力．