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废旧无汞碱性锌锰电池可用于制造隐形战机的机身涂料MnxZn(1-x)Fe2O4,该电池工作反应原理为Zn+2MnO2+2H2OKOH.

题目详情
废旧无汞碱性锌锰电池可用于制造隐形战机的机身涂料MnxZn(1-x)Fe2O4,该电池工作反应原理为Zn+2MnO2+2H2O
 KOH 
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2MnO(OH)+Zn(OH)2.某化学小组利用废电池制涂料的工艺如下:
A.浸取:将去除表面塑料的旧电池加入水中浸取并过滤,滤液经操作a得KOH固体;
B.溶液:滤渣中加入过量稀硫酸和足量双氧水,至不再出现气泡时,过滤;
C.测成分:测步骤B中滤液成分,然后加入铁粉;
D.氧化:加入双氧水氯化;
E.调pH:滴加氨水调pH,经结晶处理得MnxZn(1-x)Fe2O4
(1)浸取时的操作有___.
A.拆解、粉碎旧电池      B.降低温度      C.搅拌    D.加压
(2)操作a为___.
(3)溶渣时生成Mn2+的主要离子方程式为___.
(4)若步骤C测得滤液中金属离子组成为:c(Mn2+)+c(Zn2+)=0.8mol/L,c(Fe2+)=0.1mol/L.若滤液体积为lm3,要合成MnxZn(1-x)Fe2O4,需加入Fe粉质量为___kg(忽略体积变化).
(5)氧化时,因为分解所需双氧水的量比理论值大得多.其原因可能是①温度过高;②___.
(6)最后一步结晶时,处理不当易生成MnFe2O4和ZnFe2O4.要制得MnxZn(1-x)Fe2O4,最后一步结晶时需注意___.
(7)某小组构想用ZnSO4、MnSO4溶液为原料,以Fe作电极用电解法经过一系列步骤制得MnxZn(1-x)Fe2O4,则开始电解时阳极反应式为___.
▼优质解答
答案和解析
(1)浸取时要将旧电池拆解、粉碎入水中搅拌浸取,所以浸取时的操作有拆解、粉碎和搅拌,并不需要改变温度、压强,
故选:AC;
(2)滤液经操作蒸发结晶得到KOH固体,所以滤液经蒸发至有大量晶体产生时停止加热,
故答案为:蒸发至有大量晶体产生时停止加热;
(3)MnO(OH)中的锰元素是+3价变+2价得电子,所以过氧化氢失电子,生成氧气,反应的化学方程式为:2MnO(OH)+H2O2+4H+═2Mn2++O2↑+4H2O,
故答案为:2MnO(OH)+H2O2+4H+═2Mn2++O2↑+4H2O;
(4)n(Mn2+)+n(Zn2+)=0.8mol/L×1000L=800mol,由电荷守恒可知MnxZn(1-x)Fe2O4中Fe2O42-800mol,其中铁元素的物质的量为800mol×2=1600mol,已有铁元素0.1mol/L×1000L=100mol,还需加入铁的物质的量为1600mol-100mol=1500mol,质量为1500mol×56g/mol=84000g=84kg,
故答案为:84;
(5)氧化时,因为分解所需双氧水的量比理论值大得多,除温度过高外,另一种可能就是双氧水在Fe3+起催化作用分解,
故答案为:生成Fe3+起催化作用促使双氧水分解;
(6)最后一步结晶时,要搅拌均匀,使MnxZn(1-x)Fe2O4均匀结晶,防止生成MnFe2O4和ZnFe2O4
故答案为:均匀结晶(或搅拌均匀);
(7)Fe是活性电极,活性电极作阳极,自身失去电子,阳极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+
故答案为:Fe-2e-=Fe2+