Question

【題目】酸性鋅錳干電池和堿性鋅錳干電池的構造簡圖如下所示，比較二者的異同，回答問題

化合物	Zn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
Ksp近似值	10﹣17	10﹣17	10﹣39

（1）酸性鋅錳干電池的負極反應為
（2）堿性鋅錳干電池在放電過程產生MnOOH，寫出正極反應式
（3）維持電流強度為0.6A，電池工作10分鐘，理論消耗Zng．（結果保留到小數點后兩位，F=96500C/mol）
（4）用回收分離出的鋅皮制作七水合硫酸鋅，需去除少量雜質鐵，除雜步驟如下：①加入足量稀硫酸和溶液將鋅皮溶解，此時鋅離子濃度為0.1mol/L
②調節溶液的pH為到之間（結果保留到小數點后一位），過濾除去含鐵元素的沉淀．

Answer 1

【答案】
（1）Zn﹣2e﹣=Zn2+
（2）MnO2+e﹣+H2O=MnOOH+OH﹣ ．
（3）0.12
（4）雙氧水；2.7；6
【解析】解：（1）酸性鋅錳干電池的負極為鋅，負極反應為Zn﹣2e﹣=Zn2+ ， 所以答案是：Zn﹣2e﹣=Zn2+；（2）在堿性鋅錳原電池中，Zn易失電子作負極、二氧化錳作正極，正極上二氧化錳得電子發生還原反應，電極反應式為MnO2+e﹣+H2O=MnOOH+OH﹣ ． 所以答案是：MnO2+e﹣+H2O=MnOOH+OH﹣；（3）持電流強度為0.6A，電池工作10分鐘，則電量為0.6A×600s=360C，轉移電子的物質的量為 =0.00373mol，則消耗Zn的質量為0.00373mol× ×65g/mol=0.12g，所以答案是：0.12；（4）①根據表格中的信息可知，Fe（OH）3沉淀的生成更容易，而Zn（OH）2和Fe（OH）2的沉淀同時發生．故要想除去鋅中的鐵雜質，應將鐵轉化為Fe3+ ， 而鐵和稀硫酸只能反應為Fe2+ ， 故應加入氧化劑，故可以加入綠色的氧化劑雙氧水，所以答案是：雙氧水；②由于調節pH的目的是使Fe3+沉淀完全而Zn2+不沉淀．而設Zn2+開始沉淀時所需的氫氧根的濃度為c（OH﹣），則有：0.1mol/L×c2（OH﹣）=10﹣17 ， 解得c（OH﹣）=10﹣8mol/L，則c（H+）=10﹣6mol/L，pH=6．設Fe3+沉淀完全時所需的氫氧根的濃度為c（OH﹣），由于當一種離子沉淀完全時即濃度小于等于10﹣5mol/L時，則有：10﹣5mol/L×c3（OH﹣）=10﹣39 ， 解得c（OH﹣）= mol/L≈0.5×10﹣11mol/L，此時pH=2.7．故應調節pH在2.7到6之間．所以答案是：2.7；6．