锌锰干电池由于其贮存和使用寿命较短,大都为一次性电池,用完之后被当作垃圾扔掉。这不仅浪费了宝贵的金属资源,而且还会产生严重的环境污染。下表是各类电池的综合成分分析结果:
| 元素 | 锌[来源:全,品…中&高*考+网] | 锰 | 铁 | 铜 | 碳 | 其它 |
| 质量百分含量 | 13~27 | 14~28 | 23~26 | 0.5~0.7 | 5~6 | 13 |
通过简单的机械处理,将电池中各组分进行最大在限度的分离,从而使整个处理过程得到简化。再分别对锌皮和锰粉(MnO2)进行湿法处理,通过预处理、浸取、净化等工序制出产品。工艺流程如下图:
查阅资料知各离子沉淀完全的pH为
| 离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ | Mn2+ |
| pH | 3.2 | 9.0 | 6.7 | 10.1 |
已知:锌元素与铝元素相似,具有两性。![]()
1、市售锌锰干电池为碱性电池,电解质溶液为KOH,则其正极反应为 ;
电极总反应方程为 ;
2、在预处理中,分离铁皮和锌皮的方法是 ,洗液加(NH4)2CO3在pH=7.5沉淀出一种碱式盐,该物质的化学式为 。
3、二氧化锰生产中,写出加入30%盐酸溶解时的离子方程式 ;盐酸溶解后回收的渣是 ;
4、已知第二次加H2O2后调节pH≈9的目的为将Mn2+转化为MnO2,则第一次加H2O2后调节pH≈5,目的是 ;
5、实验室中用高锰酸钾溶液检验Mn2+时,产生黑色沉淀,该反应的离子方程式为
;
6、硫酸锰在高温条件下可以得到三种氧化物,该热分解的方程式为 。
二氧化锰可用作干电池去极剂,合成工业的催化剂和氧化剂,玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。
Ⅰ(1)锌—锰碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。电池的总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。
电池的正极反应式为________________________________
Ⅱ某化学研究性学习小组拟从废旧干电池中回收二氧化锰制取碳酸锰。
①将干电池剖切、分选得到黑色混合物(主要成分为MnO2)洗涤、过滤、烘干。
②将上述固体按固液体积比2:9加入浓盐酸、加热,反应完全后过滤、浓缩。
③向上述溶液中加入Na2CO3溶液,边加边搅拌,再过滤即可得到碳酸锰。
(2)在第②步中,将上述固体与浓盐酸混合的目的是________________________________
(3)有人认为,将第③步中的Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液,也能达到上述目的,但同时有气体生成。请写出加入NH4HCO3溶液时发生的离子反应方程式:
_______________________________________
Ⅲ 湿法炼锰即电解硫酸锰溶液法。电解锰的生产过程分为化合浸取、氧化净化及沉淀除杂、产品回收。其生产工艺流程如下:
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已知:①菱锰矿中主要成份是碳酸锰,主要杂质是Fe2+、Co2+、Ni2+。
②生成氢氧化物的pH如下表:(若某离子浓度小于等于10-5mol/L,则认为完全沉淀)
| 物质 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | Mn(OH)2 |
| 开始沉淀pH | 7.5 | 7.7 | 7.6 | 8.3 |
| 完全沉淀pH | 9.7 | 8.4 | 8.2 | 9.8 |
③有关难溶氢氧化物和硫化物pKsp数据(pKsp=-lgKsp):
| 难溶物质 | Fe(OH)3[来源:全,品…中&高*考+网] | Ni(OH)2 | Co(OH)2 | NiS | CoS |
| pKsp | 38.55 | 15.26 | 14.7 | 18.49 | 20.40 |
(4)菱锰矿粉与硫酸反应的化学方程式是________________________________。
(5)使用氨水的目的是调节pH值在________之间(填pH范围,精确到小数点后1位数字)。
在“浸出液”中加入(NH4)2S(硫化铵)的目的是_________________________________
(6)电解槽中使用的是惰性电极板,电解反应方程式为_________________________