Question

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

回答下列問題：
（1）MnOOH中，Mn元素的化合價為+3．
（2）“還原焙燒”過程中，高價金屬化合物被還原為低價氧化物或金屬單質（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后過濾，濾液的主要成分是ZnCl₂和MnCl₂．“粉料”中的MnOOH與鹽酸反應的化學方程式為2MnOOH+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl₂+4H₂O+Cl₂↑．

Answer 1

分析 廢舊堿性鋅錳電池破碎得當紙、塑料，粉料和鐵皮、銅釘，粉料中碳具有還原性，還原焙燒過程中，碳將高價金屬化合物被還原為低價氧化物或金屬單質（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⁺，凈化過程中加入H₂O₂溶液將少量Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調節(jié)pH使Fe³⁺完全沉淀，最終得到MnSO₄溶液和Zn²⁺，電解陽極Mn²⁺失電子發(fā)生氧化反應生成MnO₂，陰極Zn²⁺得電子發(fā)生還原反應生成Zn，廢電解液為硫酸，
（1）根據(jù)化合價代數(shù)和為0計算；
（2）廢舊堿性鋅錳電池粉料中含有碳具有還原性，“還原焙燒”過程中，碳將高價金屬化合物被還原為低價氧化物或金屬單質（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⁺，凈化過程中加入H₂O₂溶液將少量Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調節(jié)pH使Fe³⁺完全沉淀，最終得到MnSO₄溶液和Zn²⁺，電解陽極Mn²⁺失電子發(fā)生氧化反應生成MnO₂，陰極Zn²⁺得電子發(fā)生還原反應生成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)生氧化還原反應書寫．

解答 解：（1）根據(jù)化合價代數(shù)和為0，MnOOH中，Mn元素的化合價為+3價，
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”過程中，碳將高價金屬化合物被還原為低價氧化物或金屬單質（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，則反應的化學方程式為2MnOOH+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl₂+4H₂O+Cl₂↑，
故答案為：2MnOOH+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl₂+4H₂O+Cl₂↑；

點評 本題考查混合物的分離和提純，側重考查學生對知識的綜合運用能力，涉及氧化還原反應，知道流程圖中各個步驟發(fā)生的反應、基本操作，題目難度中等．