Question

【題目】“垃圾是放錯了位置的資源”，應該分類回收。某化學興趣小組擬采用如下處理方法回收廢電池中的資源。

(1)堿性鋅錳干電池的電解質(zhì)為KOH，總反應為Zn+2MnO2+2H2O═2MnOOH+ Zn(OH)2，其正極的電極反應式為_________。

(2)銅帽溶解時加入H2O2的目的是___________________ （用化學方程式表示）。銅帽溶解完全后，可采用________ 方法除去溶液中過量的H2O2。

(3)填充物中可以回收得到氯化銨，寫出氯化銨溶液中各離子濃度的大小順序______。

(4)銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學腐蝕如圖所示：

環(huán)境中的Cl﹣擴散到孔口，并與正極反應產(chǎn)物和負極產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，其若生成4.29g Cu2(OH)3Cl，則理論上消耗氧氣體積為______L（標準狀況）。

Answer 1

【答案】MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH- Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 加熱 c(Cl-)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－) 0.448

【解析】

在堿性鋅錳干電池中，電極為鋅和碳棒，電解質(zhì)為KOH，在負極：Zn-2e- +2OH- =Zn(OH)2，在正極：2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-，所以廢電池中，電池周圍被鋅筒包圍，中間有碳棒，碳棒上有銅帽，填充物為MnO2、NH4Cl、MnOOH、 Zn(OH)2等。將它們分離后，銅帽加入足量稀硫酸和30%H2O2，發(fā)生反應Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，溶解后加入鋅筒，發(fā)生反應Zn+Cu2+=Zn2++Cu，然后過濾，得到海綿銅和含有Zn2+的濾液。

(1)堿性鋅錳干電池的電解質(zhì)為KOH，總反應為Zn+2MnO2+2H2O═2MnOOH+ Zn(OH)2，其正極的電極反應式為MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-。答案為：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-；

(2)銅帽溶解時加入H2O2的目的，是將Cu氧化并最終轉(zhuǎn)化為CuSO4，發(fā)生反應的化學方程式為Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。因為H2O2受熱后易分解生成氧氣和水，所以銅帽溶解完全后，可采用加熱方法除去溶液中過量的H2O2。答案為：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；加熱；

(3)填充物中可以回收得到氯化銨，在氯化銨溶液中發(fā)生如下電離與水解：NH4Cl=NH4++Cl-，NH+H2ONH3·H2O + H+，H2OH++OH-，所以各離子濃度的大小順序c(Cl-)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)。答案為：c(Cl-)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)；

(4)銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕，負極2Cu-4e-=2Cu2+，正極O2+4e-+2H2O=4OH-，環(huán)境中的Cl﹣擴散到孔口，并與正極反應產(chǎn)物和負極產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，發(fā)生反應的離子方程式為2Cu2++3OH-+Cl-= Cu2(OH)3Cl↓，由此可得出關(guān)系式：2Cu——O2——Cu2(OH)3Cl，若生成4.29g Cu2(OH)3Cl，則理論上消耗氧氣體積為=0.448L。答案為：0.448。