题目内容

20．常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进人环境将造成严重危害．某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源如图1

（1）操作A所用的仪器主要有烧杯，玻璃棒和B
A．分液漏斗         B．漏斗            C．蒸馏烧瓶              D．蒸发皿
（2）铜帽可以溶于热的浓硫酸，该流程中溶解铜帽时采用在稀硫酸中加人H2O2，其优点是无污染空气的SO2产生（并提高了硫酸的利用率）．铜帽溶解完全后，可采用加热方法除去溶液中过量的H202．
（3）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO2+2H20=2MnOOH+Zn（0H）2，其正极的电极反应式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
（4）滤渣主要成分为含锰混合物，向其中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，不断搅拌至无气泡为止．主要反应为2MnO（OH）+Mn02+2H2C2O4+3H2S04=3MnSO4+4CO2↑+6H2O．
①当1molMn02参加反应时，被MnO（OH）氧化的H2C202为1mol．
②MnO（OH）与浓盐酸在加热条件下反应的离子方程式为：2MnO（OH）+6H++2Cl-（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Mn2++Cl2↑+4H2O．
（5）锌锰干电池所含的汞以蒸气形式被吹人KMnO4溶液吸收．在不同pH下，KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如图2所示：
根据图2可知：
①pH对Hg吸收率的影响规律是随PH升高，汞的吸收率先降低后升高．
②与中性、碱性条件相比，在强酸性环境下Hg的吸收速率快．其原因可能是（不考虑KMnO4的氧化性强弱的影响）Mn2+的催化作用．

分析 废旧干电池含有铜、石墨、二氧化锰以及填充物等，填充物用60℃充分溶解，过滤，滤液中含有氯化铵，蒸发、浓缩、结晶可得到氯化铵晶体；铜与稀硫酸在过氧化氢作用发生氧化还原反应生成硫酸铜，加入锌可置换出铜，过滤分离，硫酸锌溶液最终可生成氢氧化锌、氧化锌，冶炼可得到锌，
（1）操作A用于分离固体和液体，为过滤操作；
（2）酸性条件下，双氧水能将铜氧化生成铜离子，无污染空气的SO2产生，并提高了硫酸的利用率；加热条件下，双氧水易分解生成水和氧气；
（3）由总方程式可知MnO2被含有，应为正极反应；
（4）①反应中MnOOH的Mn元素化合价由+3价降低到+2价，C元素化合价由+3价升高到+4价，结合化合价变化计算；
②MnO（OH）与浓盐酸在加热条件下也可发生反应生成氯化锰、氯气和水；
（5）①根据图象知，随着pH的增大，汞的吸收率先降低后增加；
②在强酸性环境下生成Mn2+，Hg的吸收速率快，可能原因是Mn2+的催化作用．

解答 解：废旧干电池含有铜、石墨、二氧化锰以及填充物等，填充物用60℃充分溶解，过滤，滤液中含有氯化铵，蒸发、浓缩、结晶可得到氯化铵晶体；铜与稀硫酸在过氧化氢作用发生氧化还原反应生成硫酸铜，加入锌可置换出铜，过滤分离，硫酸锌溶液最终可生成氢氧化锌、氧化锌，冶炼可得到锌，
（1）操作A用于分离固体和液体，为过滤操作，用到的仪器有烧杯，玻璃棒和漏斗，故答案为：B；
（2）酸性条件下，双氧水能将铜氧化生成铜离子反应的化学方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，无污染空气的SO2产生，并提高了硫酸的利用率；加热条件下，双氧水易分解生成水和氧气，所以除去双氧水的方法是加热，
故答案为：无污染空气的SO2产生（并提高了硫酸的利用率）；加热；
（3）由总方程式可知MnO2被含有，应为正极反应，电极方程式为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-，故答案为：MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-；
（4）①反应中MnOOH的Mn元素化合价由+3价降低到+2价，C元素化合价由+3价升高到+4价，当1molMn02参加反应时，有2molMnO（OH）参加反应，被MnO（OH）氧化的H2C202为1mol，
故答案为：1；
②MnO（OH）与浓盐酸在加热条件下也可发生反应生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为：2MnO（OH）+6H++2Cl-（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Mn2++Cl2↑+4H2O，
故答案为：2MnO（OH）+6H++2Cl-（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Mn2++Cl2↑+4H2O；
（5）①根据图象知，随着pH的增大，汞的吸收率先降低后增加，故答案为：先降低后升高；
②在强酸性环境下生成Mn2+，Hg的吸收速率快，可能原因是Mn2+的催化作用，故答案为：Mn2+的催化作用．

点评 本题考查了物质的分离和提纯、原电池原理，根据原电池正负极上发生的反应、物质的性质及其分离方法来分析解答，能从整体上把握物质分离过程，熟练掌握基础知识，灵活运用知识解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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（1）操作a的名称为过滤．
（2）加入的甲、乙物质分别为c、b．
a．浓H2SO4      b．稀H2SO4      c．Fe粉      d．稀HCl
（3）操作c过程中用到的仪器是bcd．
a．坩埚      b．蒸发皿       c．玻璃棒       d．酒精灯
（4）Fe2+具有较强的还原性，易变质，检验产品FeSO4?7H2O变质的方法是取少量固体溶解于试管中，加入适量KSCN溶液，溶液变为血红色则产品变质．
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