Question

【題目】鋅錳干電池的負極是作為電池殼體的金屬鋅，正極是被二氧化錳和碳粉包圍的石墨電極，電解質是氯化鋅和氯化銨的糊狀物，該電池放電過程中產生 MnOOH。廢舊電池中的Zn、Mn元素的回收，對環境保護有重要的意義。

Ⅰ. 回收鋅元素，制備ZnCl2

步驟一：向除去殼體及石墨電極的黑色糊狀物中加水，攪拌，充分溶解，經過濾分離得固體和濾液。

步驟二：處理濾液，得到ZnCl2·xH2O晶體。

步驟三：將SOCl2與ZnCl2·xH2O晶體混合制取無水ZnCl2。

制取無水ZnCl2，回收剩余的SOCl2并驗證生成物中含有SO2(夾持及加熱裝置略) 的裝置如下：

(已知： SOCl2是一種常用的脫水劑，熔點－105℃，沸點79℃，140℃以上時易分解，與水劇烈水解生成兩種氣體。)

（1）寫出SOCl2與水反應的化學方程式：______________________。

（2）接口的連接順序為a→___→___→ h → h →___→___→___→e。______________

Ⅱ. 回收錳元素，制備MnO2

（3）洗滌步驟一得到的固體，判斷固體洗滌干凈的方法：_________________________。

（4）洗滌后的固體經初步蒸干后進行灼燒，灼燒的目的__________________________。

Ⅲ. 二氧化錳純度的測定

稱取1.40g灼燒后的產品，加入2.68g草酸鈉（Na2C2O4）固體，再加入足量的稀硫酸并加熱（雜質不參與反應），充分反應后冷卻，將所得溶液轉移到100mL容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻線，從中取出20.00mL，用0.0200mol/L高錳酸鉀溶液進行滴定，滴定三次，消耗高錳酸鉀溶液體積的平均值為17.30mL。

（5）寫出MnO2溶解反應的離子方程__________________________________________。

（6）產品的純度為______________________ 。

（7）若灼燒不充分，滴定時消耗高錳酸鉀溶液體積_____（填“偏大”、“ 偏小”、“ 不變”）。

Answer 1

【答案】SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑ f → g → h → h → b → c → d → e 取最后一次洗液，滴加AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則說明固體洗滌干凈 除去碳粉，并將MnOOH氧化為MnO2 MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+ 2H2O 97.4% 偏大

【解析】

Ⅰ.（1）SOCl2與水反應生成SO2和HCl，SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑；

（2）三頸瓶中SOCl2吸收結晶水得到SO2與HCl，用冰水冷卻收集SOCl2，濃硫酸吸收水蒸氣，防止溶液中水蒸氣加入錐形瓶中，用品紅溶液檢驗二氧化硫，用氫氧化鈉溶液吸收尾氣種二氧化硫與HCl，防止污染環境，h裝置防止倒吸；

Ⅱ.（3）洗滌步驟一得到的固體，判斷固體洗滌干凈的方法是檢驗洗滌液中有沒有氯離子；

（4）洗滌后的固體經初步蒸干后進行灼燒，灼燒除去混在二氧化錳中的碳，并將MnOOH氧化為MnO2。

Ⅲ. （5）MnO2將C2O42－在H＋作用下氧化成CO2，而+4價錳還原成Mn2＋；

（6）n（C2O42－）=2.68g÷134g·mol－1=0.02mol；滴定100mL稀釋后溶液，消耗n（MnO4－）=0.0200mol·L－1×0.01730L×5=0.001730mol；根據氧化還原反應中得失電子數相等得n（MnO2）×2+0.001730mol×5=0.0200mol×2，n（MnO2）=0.015675mol，再根據質量分數公式計算其質量分數．

（7）若灼燒不充分，雜質也會消耗高錳酸鉀，滴定時消耗高錳酸鉀溶液體積將偏大。

Ⅰ.（1）SOCl2與水反應生成SO2和HCl，反應方程式為；SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑

（2）三頸瓶中SOCl2吸收結晶水得到SO2與HCl，用冰水冷卻收集SOCl2，濃硫酸吸收水蒸氣，防止溶液中水蒸氣加入錐形瓶中，用品紅溶液檢驗二氧化硫，用氫氧化鈉溶液吸收尾氣種二氧化硫與HCl，防止污染環境，h裝置防止倒吸，接口的連接順序為a→ f → g → h → h → b → c → d → e ；

Ⅱ.（3）洗滌步驟一得到的固體，判斷固體洗滌干凈的方法是檢驗洗滌液中有沒有氯離子：取最后一次洗液，滴加AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則說明固體洗滌干凈；

（4）洗滌后的固體經初步蒸干后進行灼燒，灼燒除去混在二氧化錳中的碳，并將MnOOH氧化為MnO2。

Ⅲ. （5）MnO2將C2O42－在H＋作用下氧化成CO2而+4價錳還原成Mn2＋，MnO2溶解反應的離子方程MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+ 2H2O；

（6）n（C2O42－）=2.68g÷134g·mol－1=0.02mol；滴定100mL稀釋后溶液，消耗n（MnO4－）=0.0200mol·L－1×0.01730L×5=0.001730mol；根據氧化還原反應中得失電子數相等得n（MnO2）×2+0.001730mol×5=0.0200mol×2，n（MnO2）=0.015675mol，二氧化錳質量分數=0.015675mol×87g·mol－1/1.40g = 0.974，即97.4%；

（7）若灼燒不充分，雜質也會消耗高錳酸鉀，滴定時消耗高錳酸鉀溶液體積將偏大。