Question

【题目】锌锰干电池的负极材料是电池壳体的金属锌，正极是被二氧化锰和碳粉包围的石墨电极，电解质是氯化锌和氯化铵的糊状物，该电池放电过程中产生Mn2O3。利用废旧电池回收Zn、Mn化合物，对环境保护意义重大。

步骤一：向除去壳体及石墨电极的黑色糊状物中加水，搅拌，充分溶解，经过滤分离得到固体和滤液。

步骤二：处理固体，提取MnO2通过对获得的滤渣进行灼烧，灼烧的目的是__。灼烧时用到的实验仪器有酒精灯、玻璃棒、__。

步骤三：处理滤液，得到ZnCl2·xH2O晶体，再通过将SOCl2与ZnCl2·xH2O晶体混合可制取无水ZnCl2。有关的实验装置如图（夹持及加热装置略）：

已知：SOCl2是一种常用的脱水剂，熔点-105℃，沸点79℃。140℃以上易分解，与水剧烈反应生成两种气体。

①仪器A的名称为__。

②蒸馏烧瓶中发生反应的化学方程式为：__。

③为回收剩余的SOCl2并验证生成物中含有SO2。上述仪器接目的连接响序为a→__。装置E中浓硫酸的作用___。

④为提高SOCl2的利用率，该实验宜采用的加热方式为__。

⑤讨论：将ZnCl2·xH2O晶体置于坩埚中加热均烧，__（能，不能）得到无水ZnCl2，原因是__。

Answer 1

【答案】除去碳粉，并将Mn2O3氧化为MnO2 坩埚、坩埚钳、泥三角、三角架 恒压漏斗 xSOCl2+ZnCl2·xH2O=ZnCl2+xSO2↑+2xHCl↑ fghibcde 浓硫酸吸收水蒸气，防止后面溶液中的水蒸气进入装置B的锥形瓶中，导致SOCl2水解 水浴加热 否 因为ZnCl2+2H2OZn(OH)2+2HCl为吸热反应，加热，平衡正移，HCl挥发，得到Zn(OH)2固体受热分解，最终得到ZnO固体

【解析】

锌锰干电池的负极材料是电池壳体的金属锌，正极是被二氧化锰和碳粉包围的石墨电极，电解质是氯化锌和氯化铵的糊状物，该电池放电过程中产生Mn2O3，二氧化锰、碳粉和Mn2O3难溶于水，则除去壳体及石墨电极的黑色糊状物中加水，搅拌，充分溶解，经过滤分离得到固体和滤液，固体的主要成分为二氧化锰、碳粉和Mn2O3，对滤渣进行灼烧除去碳粉并将Mn2O3氧化为MnO2；滤液的主要成分为氯化锌和氯化铵，处理滤液得到ZnCl2·xH2O晶体，再通过将SOCl2与ZnCl2·xH2O晶体混合可制取无水ZnCl2。

综上分析步骤二的目的是提取MnO2，故对获得的滤渣进行灼烧，灼烧时碳粉与氧气反应生成二氧化碳、Mn2O3被氧化成MnO2；灼烧时用到的实验仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、坩埚钳、泥三角、三角架。

①根据仪器A的图示可知，其名称为恒压漏斗。

②实验中通过将SOCl2与ZnCl2·xH2O晶体混合可制取无水ZnCl2并生成SO2、HCl，故蒸馏烧瓶中发生反应的化学方程式为xSOCl2+ZnCl2·xH2O=ZnCl2+xSO2↑+2xHCl↑。

③验证生成物中含有SO2，需要的试剂为品红溶液，但根据信息可知，SOCl2易水解，为防止装置中水蒸气和溶液中水蒸气进入装置B的锥形瓶中使SOCl2水解，故需在装置B与C之间放置E和F，装置F是为了防止液体倒吸，同时二氧化硫有毒，故需要氢氧化钠溶液吸收尾气，故上述仪器接目的连接响序为a→fghibcde。

④因SOCl2的沸点较低并140℃以上易分解，故为提高SOCl2的利用率，该实验宜采用的加热方式为水浴加热。

⑤ZnCl2在水溶液中存在水解平衡，ZnCl2+2H2OZn(OH)2+2HCl为吸热反应，加热，平衡正移，HCl挥发，得到Zn(OH)2固体受热分解，最终得到ZnO固体，而不能得到无水ZnCl2，故将ZnCl2·xH2O晶体置于坩埚中加热均烧不能得到无水ZnCl2。