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

Question

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	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             

                              ；

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                     。

Answer 1

【知识点】常见离子检验、除杂、电化学、离子方程式的书写

【答案解析】 1 、 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- (1 分 )

                2MnO2+2H2O+Zn=2MnOOH+Zn(OH)2 (1 分 )

磁选法或用磁铁吸 （ 1 分）    Zn2(OH)2CO3  (2 分 )

MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O  (2 分 )     碳黑（或碳）   （ 1 分）

除去 Fe2+ 和 Fe3+      （ 2 分）

5 、 2MnO4-+3Mn2++4OH-=5MnO2+2H2O  (2 分 )

6 、 3MnSO4 Mn3O4+SO2↑+SO3↑   (2 分 )

解析： 1 、锌锰干电池负极为锌，失电子，正极为石墨，二氧化锰得电子生成 MnOOH ，正极电极反应式： 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- ；总反应方程式：

  2MnO2+2H2O+Zn=2MnOOH+Zn(OH)2 ；

在预处理中，分离铁皮和锌皮的方法是磁选法或用磁铁吸；洗液加 (NH4)2CO3 在 pH ＝ 7.5 沉淀出一种碱式盐，该物质是碱式碳酸锌，化学式为 Zn2(OH)2CO3 ；

二氧化锰生产中，加入 30% 盐酸溶解时，生成氯化锰和氯气，离子方程式为：

     MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O ；    盐酸溶解后回收的渣是碳黑；

第一次加 H2O2 后，将亚铁离子氧化成铁离子，调节 pH≈5 ，将铁离子完全沉淀；故目的是除去 Fe2+ 和 Fe3+ ；

高锰酸钾溶氧化 Mn2+ 生成黑色的 MnO2 ，方程式： 2MnO4-+3Mn2++4OH-=5MnO2+2H2O

硫酸锰在高温条件下可以得到三种氧化物：氧化锰、二氧化硫、三氧化硫，方程式：

  3MnSO4 Mn3O4+SO2↑+SO3↑

【思路点拨】本题以碱性锌锰电池为依据考查了电极反应式书写、氧化还原反应方程式书写、分解反应等，注意流程中的信息；难度中等。