综合题14.0分
化学

废旧电池的回收利用,既能减少废旧电池对环境的污染,又能实现废旧电池的资源化利用。下图是某科技小组,以废旧锌锰干电池为原料,回收及制备多种用途的碳酸锰和相关物质的主要流程:

23.灼烧黑色粉末变成黑褐色是因为有少量MnO2发生了反应生成了少量的MnO,其可能的反应方程式为:          

24.还原过程是先加入稀硫酸再加入草酸,写出反应化学方程式:                                       ;在该过程中小组成员甲发现加入硫酸部分固体溶解剩余黑色固体,接着他没有加入草酸而是加入一定量的双氧水,发现固体也完全溶解了,成员乙在加硫酸后也没有加草酸,他又加入了一定量氨水,无明显变化,测得这时溶液的PH值为9,他接着又加入双氧水,发现黑色固体不减反增,写出导致固体增加的离子方程式:                                           ;比较甲、乙两位组员实验你得出的结论是:                                                  

25.操作1和操作2使用到相同的装置,操作3的名称是

26.硫酸锰转化为碳酸锰的操作是,在60摄氏度下调节PH值后加入碳酸氢铵溶液,直到不再有气泡产生后再加热反应1小时,写出反应的化学方程式:

27.已知锌锰干电池的总反应为Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl +2MnOOH ,写出电池正极的电极 ;电解MnSO4溶液回收锰的阳极的电极反应式:

考察知识点

  • 电解质在水溶液中的电离

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第1小题正确答案及相关解析

正确答案

2MnO2+C=2MnO+CO2↑或MnO2+C=MnO+CO↑

解析

灼烧黑色粉末变成黑褐色是因为有少量MnO2发生了反应生成了少量的MnO,其可能的反应方程式为:2MnO2+C=2MnO+CO2↑或MnO2+C=MnO+CO↑。

考查方向

本题主要考查了混合物的分离方法;实验探究物质的组成成分以及含量;过滤的原理、方法及其应用;金属的化学性质;盐的化学性质;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.常见化学电源的种类及其工作原理.

解题思路

本题考查了化学与技术、原电池原理、电极方程式的书写,综合性较强.

①根据电池反应判断正负极和电解质;二氧化锰和铵根离子在正极发生反应;

②根据碱性锌锰电池的特点分析;

①根据电池的材料分析;

②根据已知反应物和产物,再利用元素守恒

③K2MnO4溶液中阴极产物的判断,根据溶液中阳离子得电子能力分析.

易错点

1、二氧化锰和铵根离子在正极发生反应。

2、电解MnSO4溶液回收锰的阳极产物的判断。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

MnO2+H2C2O4+H2SO4=MnSO4+2CO2↑+2H2O Mn2++H2O2+2OH-= MnO2↓+2H2O酸性条件下氧化性MnO2 >H2O2,碱性条件下氧化性MnO2<H2O2

解析

还原过程是先加入稀硫酸再加入草酸:MnO2+H2C2O4+H2SO4=MnSO4+2CO2↑+2H2O;在该过程中小组成员甲发现加入硫酸部分固体溶解剩余黑色固体,接着他没有加入草酸而是加入一定量的双氧水,发现固体也完全溶解了,常见的无污染的氧化剂为双氧水,目的是为除去杂质Fe2+:酸性条件下加入双氧水,将Fe2+氧化成Fe3+,2Fe2++2H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,调节pH,使Fe3+沉淀完全,Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+;成员乙在加硫酸后也没有加草酸,他又加入了一定量氨水,无明显变化,测得这时溶液的PH值为9,他接着又加入双氧水,发现黑色固体不减反增,导致固体增加的离子方程式:Mn2++H2O2+2OH-= MnO2↓+2H2O ;可见MnO2与H2O2酸性条件下氧化性和碱性条件下氧化性有差异。

考查方向

本题主要考查了混合物的分离方法;实验探究物质的组成成分以及含量;过滤的原理、方法及其应用;金属的化学性质;盐的化学性质;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.常见化学电源的种类及其工作原理.

解题思路

本题考查了化学与技术、原电池原理、电极方程式的书写,综合性较强.

(1)①根据电池反应判断正负极和电解质;二氧化锰和铵根离子在正极发生反应;②根据碱性锌锰电池的特点分析;

(2)①根据电池的材料分析;②根据已知反应物和产物,再利用元素守恒③K2MnO4溶液中阴极产物的判断,根据溶液中阳离子得电子能力分析.

易错点

1、二氧化锰和铵根离子在正极发生反应。

2、电解MnSO4溶液回收锰的阳极产物的判断。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

重结晶;

解析

操作1和操作2使用到相同的装置,操作3的名称是重结晶。

考查方向

本题主要考查了混合物的分离方法;实验探究物质的组成成分以及含量;过滤的原理、方法及其应用;金属的化学性质;盐的化学性质;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.常见化学电源的种类及其工作原理.

解题思路

本题考查了化学与技术、原电池原理、电极方程式的书写,综合性较强.

(1)①根据电池反应判断正负极和电解质;二氧化锰和铵根离子在正极发生反应;②根据碱性锌锰电池的特点分析;

(2)①根据电池的材料分析;②根据已知反应物和产物,再利用元素守恒③K2MnO4溶液中阴极产物的判断,根据溶液中阳离子得电子能力分析.

易错点

1、二氧化锰和铵根离子在正极发生反应。

2、电解MnSO4溶液回收锰的阳极产物的判断。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

MnSO4+ 2NH4HCO3 = MnCO3↓+ (NH4)2SO4+ CO2↑+H2O

解析

已知进行硫酸锰转化为碳酸锰的操作时,溶液(主要成分为MnSO4)会产生大量无色无味的气泡,反应为为MnSO4、NH4HCO3,产生的气体为二氧化碳,生成产物中还有硫酸铵、碳酸锰生成,反应的化学方程式为:MnSO4+2NH4HCO3=(NH42 SO4+MnCO3+H2O+CO2↑,故答案为:MnSO4+2NH4HCO3=(NH42 SO4+MnCO3+H2O+CO2↑.

考查方向

本题主要考查了混合物的分离方法;实验探究物质的组成成分以及含量;过滤的原理、方法及其应用;金属的化学性质;盐的化学性质;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.常见化学电源的种类及其工作原理.

解题思路

本题考查了化学与技术、原电池原理、电极方程式的书写,综合性较强.

(1)①根据电池反应判断正负极和电解质;二氧化锰和铵根离子在正极发生反应;②根据碱性锌锰电池的特点分析;

(2)①根据电池的材料分析;②根据已知反应物和产物,再利用元素守恒③K2MnO4溶液中阴极产物的判断,根据溶液中阳离子得电子能力分析.

易错点

1、二氧化锰和铵根离子在正极发生反应。

2、电解MnSO4溶液回收锰的阳极产物的判断。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

MnO2+ NH4+ +eˉ = MnO(OH)+NH3 2H2O - 4eˉ = O2↑+4H+(或4OH- - 4eˉ = O2↑+ 2H2O)

解析

化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH32Cl2+2MnOOH,反应中Zn被氧化,为电池负极锌,氯化铵是电解质的主要成分,二氧化锰和铵根离子在正极发生反应,MnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3;电解MnSO4溶液回收锰的阳极的电极反应式:2H2O - 4eˉ = O2↑+4H+(或4OH- - 4eˉ = O2↑+ 2H2O)。

考查方向

本题主要考查了混合物的分离方法;实验探究物质的组成成分以及含量;过滤的原理、方法及其应用;金属的化学性质;盐的化学性质;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.常见化学电源的种类及其工作原理.

解题思路

本题考查了化学与技术、原电池原理、电极方程式的书写,综合性较强.

(1)①根据电池反应判断正负极和电解质;二氧化锰和铵根离子在正极发生反应;②根据碱性锌锰电池的特点分析;

(2)①根据电池的材料分析;②根据已知反应物和产物,再利用元素守恒③K2MnO4溶液中阴极产物的判断,根据溶液中阳离子得电子能力分析.

易错点

1、二氧化锰和铵根离子在正极发生反应。

2、电解MnSO4溶液回收锰的阳极产物的判断。