【題目】鋅錳干電池的負(fù)極材料是電池殼體的金屬鋅,正極是被二氧化錳和碳粉包圍的石墨電極,電解質(zhì)是氯化鋅和氯化銨的糊狀物,該電池放電過程中產(chǎn)生Mn2O3。利用廢舊電池回收Zn、Mn化合物,對環(huán)境保護意義重大。

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(jīng)過濾分離得到固體和濾液。

步驟二:處理固體,提取MnO2通過對獲得的濾渣進(jìn)行灼燒,灼燒的目的是__。灼燒時用到的實驗儀器有酒精燈、玻璃棒、__。

步驟三:處理濾液,得到ZnCl2·xH2O晶體,再通過將SOCl2ZnCl2·xH2O晶體混合可制取無水ZnCl2。有關(guān)的實驗裝置如圖(夾持及加熱裝置略):

已知:SOCl2是一種常用的脫水劑,熔點-105℃,沸點79℃。140℃以上易分解,與水劇烈反應(yīng)生成兩種氣體。

①儀器A的名稱為__。

②蒸餾燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:__。

③為回收剩余的SOCl2并驗證生成物中含有SO2。上述儀器接目的連接響序為a→__。裝置E中濃硫酸的作用___。

④為提高SOCl2的利用率,該實驗宜采用的加熱方式為__

⑤討論:將ZnCl2·xH2O晶體置于坩堝中加熱均燒,__(能,不能)得到無水ZnCl2,原因是__。

【答案】除去碳粉,并將Mn2O3氧化為MnO2 坩堝、坩堝鉗、泥三角、三角架 恒壓漏斗 xSOCl2+ZnCl2·xH2O=ZnCl2+xSO2↑+2xHCl↑ fghibcde 濃硫酸吸收水蒸氣,防止后面溶液中的水蒸氣進(jìn)入裝置B的錐形瓶中,導(dǎo)致SOCl2水解 水浴加熱 因為ZnCl2+2H2OZn(OH)2+2HCl為吸熱反應(yīng),加熱,平衡正移,HCl揮發(fā),得到Zn(OH)2固體受熱分解,最終得到ZnO固體

【解析】

鋅錳干電池的負(fù)極材料是電池殼體的金屬鋅,正極是被二氧化錳和碳粉包圍的石墨電極,電解質(zhì)是氯化鋅和氯化銨的糊狀物,該電池放電過程中產(chǎn)生Mn2O3,二氧化錳、碳粉和Mn2O3難溶于水,則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(jīng)過濾分離得到固體和濾液,固體的主要成分為二氧化錳、碳粉和Mn2O3,對濾渣進(jìn)行灼燒除去碳粉并將Mn2O3氧化為MnO2;濾液的主要成分為氯化鋅和氯化銨,處理濾液得到ZnCl2·xH2O晶體,再通過將SOCl2ZnCl2·xH2O晶體混合可制取無水ZnCl2

綜上分析步驟二的目的是提取MnO2,故對獲得的濾渣進(jìn)行灼燒,灼燒時碳粉與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳、Mn2O3被氧化成MnO2;灼燒時用到的實驗儀器有酒精燈、玻璃棒、坩堝、坩堝鉗、泥三角、三角架。

①根據(jù)儀器A的圖示可知,其名稱為恒壓漏斗。

②實驗中通過將SOCl2ZnCl2·xH2O晶體混合可制取無水ZnCl2并生成SO2、HCl,故蒸餾燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為xSOCl2+ZnCl2·xH2O=ZnCl2+xSO2↑+2xHCl↑

③驗證生成物中含有SO2,需要的試劑為品紅溶液,但根據(jù)信息可知,SOCl2易水解,為防止裝置中水蒸氣和溶液中水蒸氣進(jìn)入裝置B的錐形瓶中使SOCl2水解,故需在裝置BC之間放置EF,裝置F是為了防止液體倒吸,同時二氧化硫有毒,故需要氫氧化鈉溶液吸收尾氣,故上述儀器接目的連接響序為a→fghibcde

④因SOCl2的沸點較低并140℃以上易分解,故為提高SOCl2的利用率,該實驗宜采用的加熱方式為水浴加熱。

ZnCl2在水溶液中存在水解平衡,ZnCl2+2H2OZn(OH)2+2HCl為吸熱反應(yīng),加熱,平衡正移,HCl揮發(fā),得到Zn(OH)2固體受熱分解,最終得到ZnO固體,而不能得到無水ZnCl2,故將ZnCl2·xH2O晶體置于坩堝中加熱均燒不能得到無水ZnCl2

練習(xí)冊系列答案
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沸點/

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136

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