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酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池的构造简图如下所示,比较二者的异同,回答问题化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-1710-39(1)酸性锌锰干电池的负

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酸性锌锰干电池和碱性锌锰干电池的构造简图如下所示,比较二者的异同,回答问题
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化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
Ksp近似值 10-17 10-17 10-39
(1)酸性锌锰干电池的负极反应为___
(2)碱性锌锰干电池在放电过程产生MnOOH,写出正极反应式___
(3)维持电流强度为0.6A,电池工作10分钟,理论消耗Zn___g.(结果保留到小数点后两位,F=96500C/mol)
(4)用回收分离出的锌皮制作七水合硫酸锌,需去除少量杂质铁,除杂步骤如下:
①加入足量稀硫酸和___溶液将锌皮溶解,此时锌离子浓度为0.1mol/L
②调节溶液的pH为___到___之间(结果保留到小数点后一位),过滤除去含铁元素的沉淀.
▼优质解答
答案和解析
(1)酸性锌锰干电池的负极为锌,负极反应为Zn-2e-=Zn2+,故答案为:Zn-2e-=Zn2+
(2)在碱性锌锰原电池中,Zn易失电子作负极、二氧化锰作正极,正极上二氧化锰得电子发生还原反应,电极反应式为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-.故答案为:MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-
(3)持电流强度为0.6A,电池工作10分钟,则电量为0.6A×600s=360C,转移电子的物质的量为
360C
96500C/mol
=0.00373mol,则消耗Zn的质量为0.00373mol×
1
2
×65g/mol=0.12g,
故答案为:0.12;
(4)①根据表格中的信息可知,Fe(OH)3沉淀的生成更容易,而Zn(OH)2和Fe(OH)2的沉淀同时发生.故要想除去锌中的铁杂质,应将铁转化为Fe3+,而铁和稀硫酸只能反应为Fe2+,故应加入氧化剂,故可以加入绿色的氧化剂双氧水,故答案为:双氧水;
②由于调节pH的目的是使Fe3+沉淀完全而Zn2+不沉淀.而
设Zn2+开始沉淀时所需的氢氧根的浓度为c(OH-),则有:0.1mol/L×c2(OH-)=10-17,解得c(OH-)=10-8mol/L,则c(H+)=10-6mol/L,pH=6.
设Fe3+沉淀完全时所需的氢氧根的浓度为c(OH-),由于当一种离子沉淀完全时即浓度小于等于10-5mol/L时,则有:10-5mol/L×c3(OH-)=10-39,解得c(OH-)=
310-34
mol/L≈0.5×10-11mol/L,此时pH=2.7.
故应调节pH在2.7到6之间.故答案为:2.7;6.
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