题目内容
5.碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池,其构造如图1所示.放电时总反应为:Zn+2H2O+2MnO2═Zn(OH)2+2MnOOH从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如图2:回答下列问题:
(1)MnOOH中,Mn元素的化合价为+3.
(2)“还原焙烧”过程中,高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH、MnO2被还原成MnO),主要原因是“粉料”中含有C.
(3)若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤,滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2.“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为2MnOOH+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl2+4H2O+Cl2↑.
分析 废旧碱性锌锰电池破碎得当纸、塑料,粉料和铁皮、铜钉,粉料中碳具有还原性,还原焙烧过程中,碳将高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH、MnO2被还原成MnO),后用硫酸溶解铁、锌和MnO得到MnSO4溶液和少量Fe2+、Zn2+,净化过程中加入H2O2溶液将少量Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH使Fe3+完全沉淀,最终得到MnSO4溶液和Zn2+,电解阳极Mn2+失电子发生氧化反应生成MnO2,阴极Zn2+得电子发生还原反应生成Zn,废电解液为硫酸,
(1)根据化合价代数和为0计算;
(2)废旧碱性锌锰电池粉料中含有碳具有还原性,“还原焙烧”过程中,碳将高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH、MnO2被还原成MnO),后用硫酸溶解铁、锌和MnO得到MnSO4溶液和少量Fe2+、Zn2+,净化过程中加入H2O2溶液将少量Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH使Fe3+完全沉淀,最终得到MnSO4溶液和Zn2+,电解阳极Mn2+失电子发生氧化反应生成MnO2,阴极Zn2+得电子发生还原反应生成Zn,废电解液为硫酸,据此分析解答;
(3)根据MnOOH具有氧化性,与盐酸发生氧化还原反应书写.
解答 解:(1)根据化合价代数和为0,MnOOH中,Mn元素的化合价为+3价,
故答案为:+3;
(2)废旧碱性锌锰电池粉料中含有碳具有还原性,“还原焙烧”过程中,碳将高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH、MnO2被还原成MnO),故答案为:C;
(3)“粉料”中的MnOOH具有氧化性,与盐酸发生氧化还原反应,则反应的化学方程式为2MnOOH+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl2+4H2O+Cl2↑,
故答案为:2MnOOH+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl2+4H2O+Cl2↑;
点评 本题考查混合物的分离和提纯,侧重考查学生对知识的综合运用能力,涉及氧化还原反应,知道流程图中各个步骤发生的反应、基本操作,题目难度中等.
| A. | Na与氧气反应因氧气用量不同,产物不同 | |
| B. | Na2O和Na2O2中阳阴离子物质的量之比均为2:1 | |
| C. | Na2CO3和NaHCO3的水溶液都呈碱性,它们都属于碱 | |
| D. | Na2O和Na2O2都能与水反应生成对应的碱,它们都属于碱性氧化物 |
| A. | 能发生取代反应 | B. | 与异丁烷互为同分异构体 | ||
| C. | 能发生氧化反应 | D. | 能反生加成反应 |
| A. | 羧酸和酯的通式均可以用CnH2nO2表示 | |
| B. | 酯都能发生水解反应 | |
| C. | 羧酸的酸性都比碳酸弱 | |
| D. | 羧酸易溶于水,酯均难溶于水 |
| A. | 纯水具有微弱的导电性,是非电解质 | |
| B. | SiO2既能溶于氢氟酸又能溶于NaOH溶液,属于两性氧化物 | |
| C. | 与水反应可生成酸的氧化物都是酸性氧化物 | |
| D. | 碳酸钠、碳酸氢钠溶液均显碱性,它们均可用作食用碱 |
| A. | 35Cl和37Cl-质子数、中子数均不相同 | |
| B. | ||
| C. | H2O与D2O互为同素异形体 | |
| D. | (CH3)2CHCH2CH(CH3)2分子中一个氢原子被氯原子取代后的结构有3种 |
| A. | 1molX最多能与3molNaOH反应 | |
| B. | X能与碳酸钠溶液产生二氧化碳 | |
| C. | 1molX和浓溴水反应时,能消耗3molBr2 | |
| D. | 1molX能最多能与5molH2加成 |
| A. | 羽绒被 | B. | 有机玻璃 | C. | 面巾纸 | D. | 涤纶布 |