Question

【题目】废旧无汞碱性锌锰电池可用于制造隐形战机的机身涂料MnxZn(1-x)Fe2O4，该电池工作反应原理为Zn+2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)2。某化学小组利用废电池制涂料的工艺如下：

A.浸取：将去除表面塑料的旧电池加入水中浸取并过滤，滤液经操作a得KOH固体；

B.溶液：滤渣中加入过量稀硫酸和足量双氧水，至不再出现气泡时，过滤；

C.测成分：测步骤B中滤液成分，然后加入铁粉；

D.氧化：加入双氧水氧化；

E.调pH：滴加氨水调pH，经结晶处理得MnxZn(1-x)Fe2O4。

（1）浸取时的操作有 ______。

A.拆解、粉碎旧电池 B.降低温度 C.搅拌 D.加压

（2）操作a为________。

（3）溶渣时生成Mn2+的主要离子方程式为______________________________。

（4）若步骤C测得滤液中金属离子组成为：c(Mn2+) +c(Zn2+) =0.8mol/L， c(Fe2+ ) = 0. 1 mol/L。若滤液体积为lm3,要合成MnxZn(1-x)Fe2O4，需加入Fe粉质量为___________kg(忽略体积变化）。

（5）氧化时，因为分解所需双氧水的量比理论值大得多。其原因可能是①温度过高；②______。

（6）最后一步结晶时，处理不当易生成MnFe2O4和ZnFe2O4。要制得MnxZn(1-x)Fe2O4，最后一步结晶时需注意______________________。

（7）某小组构想用ZnSO4、MnSO4溶液为原料，以Fe作电极用电解法经过一系列步骤制得MnxZn(1-x)Fe2O4，则开始电解时阳极反应式为___________________________________。

Answer 1

【答案】 A C 蒸发至有晶胶产生停止加热 2MnO(OH)+H2O2+4H+==2Mn2++O2↑+4H2O 84 生成Fe3+起催化作用促使H2O2分解 均匀结晶（或搅拌均匀） Fe-2e-=Fe2+

【解析】本题考查化学工艺流程，（1）浸取时，需要拆解、粉碎电池，为了加速溶解，需要进行搅拌，故选项A和C正确；（2）KOH溶于水，从滤液中得到KOH，需要进行蒸发至有晶胶产生，停止加热；（3）根据步骤B，滤渣中加入硫酸和足量的双氧水，双氧水的目的是还原＋3价Mn，本身被氧化成O2，因此离子反应式为MnO(OH)＋H＋＋H2O2→Mn2＋＋H2O＋O2↑，Mn的化合价由＋3价→＋2价，化合价降低1价，H2O2中O共升高2价，最小公倍数为2，然后根据原子守恒和电荷守恒，离子反应方程式为：2MnO(OH)＋4H＋＋H2O2=2Mn2＋＋4H2O＋O2↑；（4）根据合成物质，得出Zn2＋和Mn2＋物质的量总和与Fe原子物质的量之比为1：2，因此有0.8×103/[0.1×103＋n(Fe)]=1：2，解得n(Fe)=1.5×103mol，即质量为84kg；（5）氧化时，把Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋作催化剂，使H2O2分解；（6）均匀结晶或搅拌均匀；（7）因为制备的物质中含有铁元素，因此需要铁电极放电，即铁电极作阳极，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。