【题目】酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可以得到多种化工原料。有关数据如下表所示:
溶解度/(g/100 g水)
温度/ ℃ 化合物 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
NH4Cl | 29.3 | 37.2 | 45.8 | 55.3 | 65.6 | 77.3 |
ZnCl2 | 343 | 395 | 452 | 488 | 541 | 614 |
化合物 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-17 | 10-17 | 10-39 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为________________________________________,
(2)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过加热浓缩、冷却结晶分离回收;滤渣的主要成分是MnO2、C和MnOOH,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法是_______,
(3)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,加碱调节至pH为________时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,即可认为该离子沉淀完全,若上述过程不加H2O2后果是__________原因是_____________________。
【题目】《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守,也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用。某博物馆修复出土铁器的过程如下:
(1)检测锈蚀产物
主要成分的化学式 | |||
Fe3O4 | Fe2O3·H2O | FeO(OH) | FeOCl |
铁器在具有O2、________等环境中容易被腐蚀。
(2)分析腐蚀原理:一般认为,铁经过了如下腐蚀循环。
Ⅰ.Fe转化为Fe2+。
Ⅱ. FeO(OH)和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层,Fe2+的作用是____(填字母)。
a.氧化剂 b.还原剂 c.既不是氧化剂也不是还原剂
(3)研究发现,Cl-对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复:脱氯、还原,形成Fe3O4保护层,方法如下:
将铁器浸没在盛有0.5 mol·L-1 Na2SO3、0.5 mol·L-1 NaOH溶液的容器中,缓慢加热至60~90 ℃。一段时间后,取出器物,用NaOH溶液洗涤至无Cl-。
①检测洗涤液中Cl-的方法是________________________________________。
②脱氯反应:FeOCl+OH-===FeO(OH)+Cl-。离子反应的本质是离子浓度的减小,比较FeOCl与FeO(OH)溶解度的大小:________________。
③Na2SO3还原FeO(OH)形成Fe3O4的离子方程式是_____SO32-+______FeO(OH)===______SO42-+____Fe3O4+______H2O(将反应补充完全)。________