Question

5．堿性鋅錳電池是日常生活中消耗量最大的電池，其構(gòu)造如圖1所示．放電時(shí)總反應(yīng)為：Zn+2H₂O+2MnO₂═Zn（OH）₂+2MnOOH從廢舊堿性鋅錳電池中回收Z(yǔ)n和MnO₂的工藝如圖2：

回答下列問(wèn)題：
（1）MnOOH中，Mn元素的化合價(jià)為+3．
（2）“還原焙燒”過(guò)程中，高價(jià)金屬化合物被還原為低價(jià)氧化物或金屬單質(zhì)（其中MnOOH、MnO₂被還原成MnO），主要原因是“粉料”中含有C．
（3）若將“粉料”直接與鹽酸共熱反應(yīng)后過(guò)濾，濾液的主要成分是ZnCl₂和MnCl₂．“粉料”中的MnOOH與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnOOH+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl₂+4H₂O+Cl₂↑．

Answer 1

分析 廢舊堿性鋅錳電池破碎得當(dāng)紙、塑料，粉料和鐵皮、銅釘，粉料中碳具有還原性，還原焙燒過(guò)程中，碳將高價(jià)金屬化合物被還原為低價(jià)氧化物或金屬單質(zhì)（其中MnOOH、MnO₂被還原成MnO），后用硫酸溶解鐵、鋅和MnO得到MnSO₄溶液和少量Fe²⁺、Zn²⁺，凈化過(guò)程中加入H₂O₂溶液將少量Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)pH使Fe³⁺完全沉淀，最終得到MnSO₄溶液和Zn²⁺，電解陽(yáng)極Mn²⁺失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MnO₂，陰極Zn²⁺得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Zn，廢電解液為硫酸，
（1）根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算；
（2）廢舊堿性鋅錳電池粉料中含有碳具有還原性，“還原焙燒”過(guò)程中，碳將高價(jià)金屬化合物被還原為低價(jià)氧化物或金屬單質(zhì)（其中MnOOH、MnO₂被還原成MnO），后用硫酸溶解鐵、鋅和MnO得到MnSO₄溶液和少量Fe²⁺、Zn²⁺，凈化過(guò)程中加入H₂O₂溶液將少量Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)pH使Fe³⁺完全沉淀，最終得到MnSO₄溶液和Zn²⁺，電解陽(yáng)極Mn²⁺失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成MnO₂，陰極Zn²⁺得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Zn，廢電解液為硫酸，據(jù)此分析解答；
（3）根據(jù)MnOOH具有氧化性，與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)書(shū)寫(xiě)．

解答 解：（1）根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，MnOOH中，Mn元素的化合價(jià)為+3價(jià)，
故答案為：+3；
（2）廢舊堿性鋅錳電池粉料中含有碳具有還原性，“還原焙燒”過(guò)程中，碳將高價(jià)金屬化合物被還原為低價(jià)氧化物或金屬單質(zhì)（其中MnOOH、MnO₂被還原成MnO），故答案為：C；
（3）“粉料”中的MnOOH具有氧化性，與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MnOOH+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl₂+4H₂O+Cl₂↑，
故答案為：2MnOOH+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl₂+4H₂O+Cl₂↑；

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的分離和提純，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，涉及氧化還原反應(yīng)，知道流程圖中各個(gè)步驟發(fā)生的反應(yīng)、基本操作，題目難度中等．