Question

廢舊電池進入環境后，對人體帶來一系列的致畸、致癌、致變等危害。廢電池中主要有銅帽（含Cu、Zn）、鋅殼、鐵片、石墨、填充物（MnO₂、NH₄Cl），對廢舊電池進行資源化處理的工藝流程如下：

（1）操作A的名稱為                 ，濾渣的成分為                。
（2）填充物用60℃溫水溶解，目的是為了加快溶解速率，但必須控制溫度不能太高，其原因是                                                                。
（3）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，需將溶液中過量的H₂O₂除去，除去H₂O₂的簡便方法是             。
（4）堿性鋅錳電池的電解質為KOH，總反應為：Zn+2MnO₂+2H₂O===2MnOOH+Zn(OH)₂，其負極的電極反應式為                    。

Answer 1

（14分）（1）過濾（2分）    MnO₂（2分）
（2）防止高溫下NH₄Cl分解（2分，其它合理解釋也給分）
（3）①Cu+H₂O₂+H₂SO₄==CuSO₄+2H₂O（3分，不配平扣1分，化學式錯不給分）
②加熱（2分）
（4）Zn－2eˉ+2OHˉ==Zn(OH)₂（3分）

解析試題分析：（1）根據混合物分離提純的方法可知，得到濾渣和濾液的方法是過濾，則操作A的名稱為過濾或趁熱過濾，用60℃溫水溶解MnO₂、NH₄Cl的混合物，得到的濾渣是MnO₂，為了防止冷卻時結晶析出NH₄Cl，加入的蒸餾水需過量，且最好趁熱過濾；（2）首先，NH₄Cl是強酸弱堿鹽，溫度太高促進其徹底水解，變為受熱易分解的NH₃?H₂O和易揮發的HCl，降低NH₄Cl的產率；其次，溫度太高，NH₄Cl受熱易分解為NH₃和HCl氣體；（3）Cu是氫后金屬，不能直接溶于稀硫酸，過氧化氫是常見的氧化劑，在酸性條件下能溶解銅單質，根據化合價升降總數相等、銅硫氫等原子守恒可得：Cu+H₂O₂+H₂SO₄==CuSO₄+2H₂O；除雜試劑需過量，過量試劑需除去，雙氧水受熱依分解，硫酸銅可以催化其分解，因此加熱是除去過氧化氫的簡便方法；而加入過量的鋅灰（Zn）可以除去Cu²⁺、過量的稀硫酸，過濾得到的濾渣為海綿銅（Cu），濾液為硫酸鋅溶液，以濾液為原料可以制備ZnO；（4）根據總反應式中化合價升高的元素可知，負極的主要反應物→產物為：Zn→Zn(OH)₂；由化合價升高總數等于失去電子數可得：Zn－2eˉ→Zn(OH)₂；根據電荷守恒和原子守恒可知，負極反應式為Zn－2eˉ+2OHˉ==Zn(OH)₂。
考點：考查廢舊電池處理的化工流程題，涉及化學實驗基本操作、銨鹽的主要性質、銅的主要性質、過氧化氫的主要性質、負極反應式等知識。