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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

题目详情
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 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(MnO 2 )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 Fe 3+ Fe 2+ Cu 2+ Mn 2+
pH 3.2 9.0 6.7 10.1
已知:锌元素与铝元素相似,具有两性.

(一)在预处理中:
(1)分离铁皮和锌皮的方法是____ ;
(2)试写出锌皮与过量洗液反应的离子方程式:____ .
(3)洗液加(NH 4 2 CO 3 在pH=7.5沉淀出一种碱式盐,请写出该物质化学式____ .
(二)二氧化锰生产中:
(4)写出加入30%盐酸溶解时的离子方程式____ ;
(5)盐酸溶解后回收的渣主要是____ ;
(6)已知第二次加H 2 O 2 后调节pH≈9的目的为将Mn 2+ 转化为MnO 2 ,则第一次加H 2 O 2 后调节pH≈5,目的是____ ;
(三)硫酸锌生产中:
(7)制备硫酸锌中需要填充的操作步骤是____ .
▼优质解答
答案和解析
考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用 制备实验方案的设计 专题:实验设计题 分析:金属铁可以被磁铁吸引,分离铁皮和锌皮的方法可以采用磁选法,金属锌和铁皮的分离过程中,金属锌和强碱反应,但是金属铁不反应,可以加入洗液氢氧化钠,过滤,得到滤渣即为铁,根据锰粉和锌皮的处理流程知道:向锰粉中加入盐酸,MnO2+4H++2Cl-  △  . Mn2++Cl2↑+2H2O,其中碳不溶于盐酸,溶解后回收的渣主要是碳黑,向滤液中加入双氧水,可以将其中的杂质亚铁离子氧化成铁离子,根据表中数据,调节pH≈5,将铁离子完全沉淀,得到的滤液再次加入碱和双氧水后调节pH≈9的目的为将Mn2+转化为MnO2,烘干可得到二氧化锰;向锌皮中加入盐酸溶解,滤去不溶物质,向滤液中加入双氧水,调节pH,将铁离子沉淀除去,加入金属锌,发生置换反应得到硫酸锌,加硫酸酸化,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以得到硫酸锌的晶体.(1)分离铁和锌可以用磁铁吸引铁分离;(2)锌元素与铝元素相似,具有两性,可以和强碱反应;(3)分析流程加(NH4)2CO3在pH=7.5沉淀出一种碱式盐为碱式碳酸锌;(4)二氧化锰在浓盐酸溶液中加热反应生成氯化锰、氯气和水;(5)碳不溶于盐酸;(6)第一次加H2O2后调节pH≈5的目的是氧化亚铁离子为铁离子,使铁离子形成氢氧化铁沉淀除去;(7)溶液经过蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥就可以得到其晶体. 金属铁可以被磁铁吸引,分离铁皮和锌皮的方法可以采用磁选法,金属锌和铁皮的分离过程中,金属锌和强碱反应,但是金属铁不反应,可以加入洗液氢氧化钠,过滤,得到滤渣即为铁,根据锰粉和锌皮的处理流程知道:向锰粉中加入盐酸,MnO2+4H++2Cl-  △  . Mn2++Cl2↑+2H2O,其中碳不溶于盐酸,溶解后回收的渣主要是碳黑,向滤液中加入双氧水,可以将其中的杂质亚铁离子氧化成铁离子,根据表中数据,调节pH≈5,将铁离子完全沉淀,得到的滤液再次加入碱和双氧水后调节pH≈9的目的为将Mn2+转化为MnO2,烘干可得到二氧化锰;向锌皮中加入盐酸溶解,滤去不溶物质,向滤液中加入双氧水,调节pH,将铁离子沉淀除去,加入金属锌,发生置换反应得到硫酸锌,加硫酸酸化,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以得到硫酸锌的晶体.(1)在预处理中,分离铁皮和锌皮的方法是磁选法或用磁铁吸;故答案为:磁选法;(2)锌元素与铝元素相似,具有两性,可以和洗液氢氧化钠反应,即Zn+2OH-=ZnO22-+H2↑,故答案为:Zn+2OH-=ZnO22-+H2↑;(3)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;故答案为:Zn2(OH)2CO3;(4)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;故答案为:MnO2+4H++2Cl-  △  . Mn2++Cl2↑+2H2O;(5)其中碳不溶于盐酸,所以盐酸溶解后回收的渣主要是碳黑(或碳),故答案为:碳黑(或碳);(6)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+;故答案为:除去Fe2+和Fe3+;(7)硫酸锌溶液经过蒸发结晶,然后是过滤、洗涤、干燥就可以得到其晶体,故答案为:结晶. 点评:本题以碱性锌锰电池为依据考查了物质的分离和提纯原理方法、氧化还原反应方程式书写、分解反应等,注意流程中的信息;难度较大.

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