题目内容
(15分)常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入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
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(1)填充物用60℃温水溶解,目的是 。
(2)操作A的名称为 。
(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。
铜帽溶解完全后,可采用_____________方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为 。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①当1 mol MnO2参加反应时,共有 mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,
试写出该反应的化学方程式: 。
(15分)
(1)加快溶解速率(2分)
(2)过滤(2分)
(3)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O(2分) 加热(2分)
(4)Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 (2分)
(5)①4(2分)
②2MnO(OH)+6HCl(浓)
2MnCl2+Cl2↑+4H2O (3分)
【解析】
试题分析:(1)升高温度,溶解速度加快,所以填充物用60℃温水溶解,目的是:加快溶解速率。
(2)经过操作A得到滤渣和滤液,所以操作A为过滤。
(3)H2O2具有强氧化性,在H2SO4条件下可把Cu氧化为CuSO4,所以化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;H2O2受热分解生成H2O和O2,所以可用加热的方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)根据电池总反应,Zn在负极上失电子生成Zn(OH)2,电极方程式为:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2。
(5)①根据化学方程式,当1 mol MnO2参加反应时,同时有2molMnO(OH)反应,Mn元素均转为Mn2+,共有4mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸的反应可仿照MnO2与浓盐酸的反应,MnO(OH)把HCl氧化为Cl2,配平可得化学方程式:2MnO(OH)+6HCl(浓)
2MnCl2+Cl2↑+4H2O。
考点:本题考查化学流程的分析、基本操作、原电池原理、氧化还原反应原理、化学方程式的书写。
(15分)某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时,进行如图示实验:
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查阅教材可知,普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题:
(1)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、 、 、 ;
(2)操作④的试管加入③中所得黑色滤渣,试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体,据此可初步认定黑色固体为 。
(3)操作③灼烧滤渣中的黑色固体时,产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体,由此推测滤渣中还存在的物质为 。
(4)该同学要对滤液的成分进行检验,以确认是否含有NH4Cl和ZnCl2,
下面是他做完实验后所写的实验报告,请你写出其空白处的内容:
实验目的 | 操作 | 实验现象 | 结论 |
1、检验Cl— | 取少许滤液于试管中, , | , | 含有Cl— |
2、检验NH4+ | 取少许滤液于试管中, , | , | 含有NH4+ |
3、检验Zn2+ | 取少许滤液于试管中,加入 稀氨水 | 先产生白色沉淀,继续加入氨水,沉淀又溶解 | 含有Zn2+ |
(5)根据以上的实验报告,关于滤液的成分,你的结论是: 。通过一定的操作从滤液中得到固体溶质, 若要将所得固体溶质中的物质加以分离,可用 法。