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，其周围是有碳粉、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

Question

     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，其周围是有碳粉、 MnO ₂ 、 ZnCl ₂ 和 NH ₄ Cl 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得到多种化工原料。

有关数据下图所示：

                                 溶解度 /(g/100g 水 )

温度 / ℃ 化合物		0	20		40	60		80	100
NH 4 Cl		29.3	37.2		45.8	55.3		65.6	77.3
ZnCl 2		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 ________ ，电池反应的离子方程式为 ________ 。

        (2) 维持电流强度为 0.5A ，电池工作 5 分钟，理论上消耗锌 ________g 。

( 已知 F=96500C · mol ^-1 )

        (3) 废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有 ZnCl ₂ 和 NH ₄ Cl ，二者可通过 _____ 分离回收；滤渣的主要成分是 MnO ₂ 、 _______ 和 _______ ，欲从中得到较纯的 MnO ₂ ，最简便的方法为 _________ ，其原理是 _________ 。

        (4) 用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌，需去除少量杂质铁，其方法是：加入新硫酸和双氧水，溶解，铁变为加碱调节 pH 为          ，铁刚好完全沉淀 ( 离子浓度小于 1 × 10 ^-5 mol · L ^-1 时，即可认为该离子沉淀完全 ) 。继续加碱调节 pH 为             ，锌开始沉淀 ( 假定 Zn ²⁺ 浓度为 0.1mol · L ^-1 ) 。若上述过程不加双氧水的后果是                       ，原因是                              。

       

Answer 1

(1)MnO ₂ +H ⁺ +e ^－ ==MnOOH    Zn+2MnO ₂ +2H ⁺ ==Zn ²⁺ +2MnOOH

        (2)0.05g

        (3) 加热浓缩、冷却结晶      碳粉     MnOOH     空气中加热    碳粉变为二氧化碳， MnOOH 变为 MnO ₂

        (4) Fe ³⁺       2.7      6       Zn ²⁺ 和 Fe ²⁺ 分离不开     Fe(OH) ₂ 和 Zn(OH) ₂ 的 Ksp 相近