Question

廢舊電池進(jìn)入環(huán)境后，對(duì)人體帶來(lái)一系列的致畸、致癌、致變等危害。廢電池中主要有銅帽（含Cu、Zn）、鋅殼、鐵片、石墨、填充物（MnO₂、NH₄Cl），對(duì)廢舊電池進(jìn)行資源化處理的工藝流程如下：

（1）操作A的名稱為                 ，濾渣的成分為                。
（2）填充物用60℃溫水溶解，目的是為了加快溶解速率，但必須控制溫度不能太高，其原因是                                                                。
（3）銅帽溶解時(shí)加入H₂O₂的目的是（用化學(xué)方程式表示）                  。銅帽溶解完全后，需將溶液中過(guò)量的H₂O₂除去，除去H₂O₂的簡(jiǎn)便方法是             。
（4）堿性鋅錳電池的電解質(zhì)為KOH，總反應(yīng)為：Zn+2MnO₂+2H₂O===2MnOOH+Zn(OH)₂，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為                    。

Answer 1

（14分）（1）過(guò)濾（2分）    MnO₂（2分）
（2）防止高溫下NH₄Cl分解（2分，其它合理解釋也給分）
（3）①Cu+H₂O₂+H₂SO₄==CuSO₄+2H₂O（3分，不配平扣1分，化學(xué)式錯(cuò)不給分）
②加熱（2分）
（4）Zn－2eˉ+2OHˉ==Zn(OH)₂（3分）

試題分析：（1）根據(jù)混合物分離提純的方法可知，得到濾渣和濾液的方法是過(guò)濾，則操作A的名稱為過(guò)濾或趁熱過(guò)濾，用60℃溫水溶解MnO₂、NH₄Cl的混合物，得到的濾渣是MnO₂，為了防止冷卻時(shí)結(jié)晶析出NH₄Cl，加入的蒸餾水需過(guò)量，且最好趁熱過(guò)濾；（2）首先，NH₄Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽，溫度太高促進(jìn)其徹底水解，變?yōu)槭軣嵋追纸獾腘H₃?H₂O和易揮發(fā)的HCl，降低NH₄Cl的產(chǎn)率；其次，溫度太高，NH₄Cl受熱易分解為NH₃和HCl氣體；（3）Cu是氫后金屬，不能直接溶于稀硫酸，過(guò)氧化氫是常見(jiàn)的氧化劑，在酸性條件下能溶解銅單質(zhì)，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等、銅硫氫等原子守恒可得：Cu+H₂O₂+H₂SO₄==CuSO₄+2H₂O；除雜試劑需過(guò)量，過(guò)量試劑需除去，雙氧水受熱依分解，硫酸銅可以催化其分解，因此加熱是除去過(guò)氧化氫的簡(jiǎn)便方法；而加入過(guò)量的鋅灰（Zn）可以除去Cu²⁺、過(guò)量的稀硫酸，過(guò)濾得到的濾渣為海綿銅（Cu），濾液為硫酸鋅溶液，以濾液為原料可以制備ZnO；（4）根據(jù)總反應(yīng)式中化合價(jià)升高的元素可知，負(fù)極的主要反應(yīng)物→產(chǎn)物為：Zn→Zn(OH)₂；由化合價(jià)升高總數(shù)等于失去電子數(shù)可得：Zn－2eˉ→Zn(OH)₂；根據(jù)電荷守恒和原子守恒可知，負(fù)極反應(yīng)式為Zn－2eˉ+2OHˉ==Zn(OH)₂。