Question

（14分）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，有关数据下图所示：

溶解度/（g/100g水）

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）该电池的负极为         ，正极反应式为                ，

（2）维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论消耗Zn        g（已知F=96500C/mol）。

（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵，两者可以通过         分离回收，滤渣的主要成分是二氧化锰、       和       ，欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是            ，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：加入稀硫酸和双氧水，溶解，铁变为          加碱调节PH为            ，铁刚好完全沉淀（离子浓度≤1×10-5mo1·L^－1时即可认为离子沉淀完全）继续加碱调节PH为       锌开始沉淀（假定此时溶液中Zn²⁺的浓度为0.1 mo1·L^－1）。若上述过程不加双氧水的后果          ，原因是             。

Answer

（1）Zn（或锌） MnO2＋e—＋H＋＝MnOOH； （2）0.05g

（3）加热浓缩、冷却结晶；碳粉、MnOOH；在空气中加热；碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2

（4）Fe3＋；2.7；6；Zn2＋和Fe2＋分离不开；Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相近

【解析】

试题分析：（1）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，锌是负极，电极反应式为Zn-2e—＝Zn2＋。中间是碳棒，碳棒为正极，二氧化锰得到电子，则正极电极反应式为MnO2＋e—＋H＋＝MnOOH；。

（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则通过的电量是150，因此通过电子的物质的量是150÷96500=1554×10-3mol，锌在反应中失去2个电子，则理论消耗Zn的质量是0.001554mol÷2×65g/mol=0.05g。

（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵，由于氯化锌的溶解度受温度的影响较大，因此两者可以通过结晶分离回收，即加热浓缩、冷却结晶；滤渣的主要成分是二氧化锰、碳粉和MnOOH，欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是灼烧，在空气中加热，碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2。

（4）双氧水具有强氧化性，将铁氧化成铁离子。当铁离子完全沉淀时，溶液中氢氧根离子浓度为因此pH为2.7，铁刚好完全沉淀。如锌开始沉淀，则c（OH－）=mol/L，此时PH=6，由表中数据可知，Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相近，Zn2＋和Fe2＋分离不开。

考点：考查原电池的工作原理，物质的分离与提纯等知识。