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废旧电池进入环境后，对人体带来一系列的致畸、致癌、致变等危害。废电池中主要有铜帽（含Cu、Zn）、锌壳、铁片、石墨、填充物（MnO2、NH4Cl），对废旧电池进行资源化处理的工艺流程如下： （1）操作A的名称为 ，滤渣的成分为 。 （2）填充物用60℃温水溶解，目的是为了加快溶解速率，但必须控制温度不能太高，其原因是 。 （3）铜帽溶解时加入H2O2的目的是（用化学方程式表示） 。铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去，除去H2O2的简便方法是 。 （4）碱性锌锰电池的电解质为KOH，总反应为：Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。 |
参考解答
490***119
2025-03-07 16:15:50
| （14分）（1）过滤（2分） MnO2（2分） （2）防止高温下NH4Cl分解（2分，其它合理解释也给分） （3）①Cu+H2O2+H2SO4==CuSO4+2H2O（3分，不配平扣1分，化学式错不给分） ②加热（2分） （4）Zn－2eˉ+2OHˉ==Zn(OH)2（3分） |
试题分析：（1）根据混合物分离提纯的方法可知，得到滤渣和滤液的方法是过滤，则操作A的名称为过滤或趁热过滤，用60℃温水溶解MnO2、NH4Cl的混合物，得到的滤渣是MnO2，为了防止冷却时结晶析出NH4Cl，加入的蒸馏水需过量，且最好趁热过滤；（2）首先，NH4Cl是强酸弱碱盐，温度太高促进其彻底水解，变为受热易分解的NH3?H2O和易挥发的HCl，降低NH4Cl的产率；其次，温度太高，NH4Cl受热易分解为NH3和HCl气体；（3）Cu是氢后金属，不能直接溶于稀硫酸，过氧化氢是常见的氧化剂，在酸性条件下能溶解铜单质，根据化合价升降总数相等、铜硫氢等原子守恒可得：Cu+H2O2+H2SO4==CuSO4+2H2O；除杂试剂需过量，过量试剂需除去，双氧水受热依分解，硫酸铜可以催化其分解，因此加热是除去过氧化氢的简便方法；而加入过量的锌灰（Zn）可以除去Cu2+、过量的稀硫酸，过滤得到的滤渣为海绵铜（Cu），滤液为硫酸锌溶液，以滤液为原料可以制备ZnO；（4）根据总反应式中化合价升高的元素可知，负极的主要反应物→产物为：Zn→Zn(OH)2；由化合价升高总数等于失去电子数可得：Zn－2eˉ→Zn(OH)2；根据电荷守恒和原子守恒可知，负极反应式为Zn－2eˉ+2OHˉ==Zn(OH)2。 |
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