市售一次电池品种很多,碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理,可以获得MnO2及其他副产品,其工艺流程如下:
已知:“锰粉”的主要成分有MnO2、Zn(OH)2、MnOOH、碳粉,还含有少量铁盐和亚铁盐。常温下,生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Zn(OH)2 | Mn(OH)2 / Mn(OH)3 |
开始沉淀pH | 2.7 | 7.6 | 5.7 | 8.3 |
完全沉淀pH(c≤1.0×10-5mol/L) | 3.7 | 9.6 | 8.0 | 8.8 |
(1)加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是____________________;计算常温下Zn(OH)2的溶度积常数Ksp[Zn(OH)2]=____________________。
(2)写出滤液2中的Mn2+变成MnO2的离子方程式_________________________。
(3)写出滤渣B与稀硫酸在pH=5时反应的化学方程式______________________。
(4)工艺中还可以将滤液4进行_____________、_____________、_____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。
(5)MnO2常用来制取KMnO4。在一定条件下将MnO2氧化为K2MnO4,然后用铁作阴极、铂作阳极电解K2MnO4溶液得到KMnO4。电解K2MnO4溶液的总反应方程式为______________________。
高二化学填空题困难题
市售一次电池品种很多,碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理,可以获得MnO2及其他副产品,其工艺流程如下:
已知:“锰粉”的主要成分有MnO2、Zn(OH)2、MnOOH、碳粉,还含有少量铁盐和亚铁盐。常温下,生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Zn(OH)2 | Mn(OH)2 / Mn(OH)3 |
开始沉淀pH | 2.7 | 7.6 | 5.7 | 8.3 |
完全沉淀pH(c≤1.0×10-5mol/L) | 3.7 | 9.6 | 8.0 | 8.8 |
(1)加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是____________________;计算常温下Zn(OH)2的溶度积常数Ksp[Zn(OH)2]=____________________。
(2)写出滤液2中的Mn2+变成MnO2的离子方程式_________________________。
(3)写出滤渣B与稀硫酸在pH=5时反应的化学方程式______________________。
(4)工艺中还可以将滤液4进行_____________、_____________、_____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。
(5)MnO2常用来制取KMnO4。在一定条件下将MnO2氧化为K2MnO4,然后用铁作阴极、铂作阳极电解K2MnO4溶液得到KMnO4。电解K2MnO4溶液的总反应方程式为______________________。
高二化学填空题困难题查看答案及解析
碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池,其构造如图所示。放电时总反应为:Zn+2H2O+2MnO2=Zn(OH)2+2MnOOH。
从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如图所示:
回答下列问题:
(1)MnOOH中,Mn元素的化合价为_________。
(2)“还原焙烧”过程中,高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质(其中MnOOH、MnO2被还原成MnO),主要原因是“粉料”中含有_________。
(3)“净化”是为了除去浸出液中的Fe2+,方法是:加入______(填化学式)溶液将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH使Fe3+沉淀完全。常温下,已知浸出液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1 mol/L,根据下列数据计算,调节pH的合理范围是______至__________。(离子浓度小于1×10-5 mol/L即为沉淀完全)
化合物 | Mn(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-13 | 10-17 | 10-38 |
(4)“电解”时,阳极的电极反应式为_________。本工艺中应循环利用的物质是_______(填化学式)。
(5)若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤,滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2,且生成一种黄绿色气体,“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为__________。
高二化学工业流程中等难度题查看答案及解析
化学与生活息息相关,下列做法不正确的是
A.将废旧电池集中统一处理以防止重金属污染
B.对垃圾进行分类投放、分类回收、分类处理与再利用
C.用甲醛的水溶液浸泡海产品,防腐保鲜
D.按食品卫生标准严格控制食品添加剂(防腐剂等)的用量
高二化学选择题简单题查看答案及解析
下列说法不符合人与自然和谐相处的是( )
A.很多城市对废旧电池进行回收处理
B.有些国家对聚乙烯等塑料垃圾进行了深埋或者倾倒入大海处理
C.不少地区正在使用沼气,太阳能,风能等能源替代传统的煤炭
D.许多地方政府出台相关法规来保护生物物种多样性
高二化学选择题简单题查看答案及解析
化学与社会、环境等密切相关,下列有关说法中不正确的是
A. 很多城市对废旧电池进行回收处理
B. 利用铜、锶、钡等金属化合物的焰色反应制造节日烟花
C. 现在不少地区正在使用沼气、太阳能、风能等能源替代传统的煤炭
D. PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、硼等元素均为对人体有害的金属元素
高二化学单选题简单题查看答案及解析
废旧电池的危害上要集中在其中所含的少量重金属上。将废旧锌锰电池回收处理,既能减少它对环境的污染,又能实现废电池的资源化利用。
I.若碱性锌锰干电池的总反应为:2MnO2+Zn+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2 ,则该电池的正极反应式为:_________________________________
II.回收填料中的二氧化锰和氯化铵。已知:废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。回收物质的流程如图所示。
(1)① 操作中先将电池填料研碎的目的是:________________。操作l和操作2的名称都是___________,② 灼烧滤渣l的目的是______________________。
(2)回收二氯化锰:将废旧锌锰电池处理,得到含锰混合物,向该混合物加入浓盐酸并加热。①写出MnOOH与浓盐酸反应的化学方程式:________________。
② 锰回收新方法:向废旧锌锰电池内的混合物[主要成分MnOOH、Zn(OH)2]中加入一定量的稀硫酸和稀草酸(H2C2O4),并不断搅拌至无CO2产生为止,与使用浓盐酸回收锰相比,新方法的优点是___________(答l点即可)。
(3)部分难溶的电解质溶度积常数(Ksp)如下表:
用废电池的锌皮可用于回收制作ZnSO4·7H2O。过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:常温下,加入稀H2SO4和H2O2,铁溶解变为Fe3+,加碱调节pH为4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中c(Fe3+)=_________。继续加碱调节pH为____时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1mol/L)。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
随着人们生活质量的日益提高,废旧电池已成为一个亟待解决的问题,对废旧电池的处理体现了对资源和环境的可持续发展。人们处理废旧电池的主要目的是
A.回收电池外壳的金属材料
B.回收电池中的二氧化锰
C.回收电池中的石墨电极
D.防止电池中的重金属汞、镉、铅对土壤、水源的污染
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回收的废旧锌锰干电池经过处理后可得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe和炭粉等),由锰粉为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)的工艺流程如下:
已知:①2H2SO4 + MnO2 + 2FeSO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O
②部分氢氧化物的Ksp(近似值)如下表(25 ℃)
物质 | Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp | 10-13 | 10-17 | 10-38 |
根据上图流程及有关数据回答下列问题。
(1)锰粉酸溶时,过量FeSO4所起的作用为______________________。
(2)往滤液1中先加入H2O2的目的是氧化Fe2+,该反应的离子方程式为________________,后加入氨水的目的是调节pH除去杂质离子,使滤液中的杂质离子沉淀完全(残留在溶液中的离子浓度≤ l0-5 mol·L-1),常温下测得溶液中c(Mn2+)=0.1 mol·L-1,则需调节溶液的pH范围为_______________。
(3)沉锰工序中,加入氨水的目的是(从化学平衡移动的角度解释)___________,沉锰工序中判断沉淀已经洗涤干净的实验操作是________________________________。
(4)沉锰后废液中的主要成份为_____________________________。
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下列说法不正确的是
A.废旧电池应集中回收处理
B.所有燃烧反应都是放热反应,所以不需吸收能量就可以进行
C.放在冰箱中的食品保质期较长,这与温度对反应速率的影响有关
D.充电电池放电时,化学能转变为电能
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