Question

【題目】鋅錳電池（俗稱干電池）在生活中的用量很大。其中普通鋅錳電池的構造圖如右圖所示。回答下列問題：

（1）電池放電時發生的主要反應為：

Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH，正極發生的主要反應是________________________。

（2）下圖表示從廢舊普通鋅錳電池除去鋅殼和電極后的內容物中回收制備KMnO4等物質的一種工藝（不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬）。

①黑色固體混合物水浸時為提高浸出速率，常采用的措施為________________（答兩條）；得到濾液加入稀鹽酸的作用為__________________。

②濾渣水洗灼燒后固體主要成份只有一種，操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4，該過程中發生反應的化學方程式為：_____________________________。

③圖中產物的化學式分別為：A__________、B_________。

（3）準確稱量得到的KMnO4（不含能與草酸反應的雜質）3.160 g，放入小燒杯中，加水溶解后轉移到200mL容量瓶中定容，在錐形瓶中用差量法稱取0.6700 g無水草酸鈉，加入足量硫酸溶液溶解，加熱至75~80℃。用已配制好的KMnO4溶液進行滴定，消耗溶液體積為22.50mL。

已知Mr(Na2C2O4)=134 Mr(KMnO4)=158

①判斷滴定終點的現象是__________________。

②KMnO4的純度為__________。

Answer 1

【答案】（1）MnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3；

（2）①加熱、將固體混合物粉碎、攪拌；Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl，并抑制濃縮時發生水解；

②3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O；③MnO2，NH4Cl；

（3）①當滴入最后一滴溶液，溶液變為淺紅色且半分鐘內不褪色；②88.89%。

【解析】

試題分析：（1）(1)正極反應是化合價降低，得到電子，MnO2中Mn化合價有＋4價→＋3價，根據總電極反應式，正極反應式：MnO2 +NH4+ + e- = MnOOH + NH3；（2）①提高進出速率，就是提高反應速率，可以升高溫度、將固體粉碎、攪拌，加入鹽酸的目的是Zn(NH3)2Cl2轉化成ZnCl2和NH4Cl，ZnCl2和NH4Cl的溶液顯酸性，加鹽酸能夠抑制它們的水解，發生的反應方程式為：Zn(NH3)2Cl2 + 2HCl = ZnCl2 + 2NH4Cl；②加水浸取后的濾渣是MnOOH，水洗灼燒的得到MnO2，操作a中Mn的化合價有＋4價→＋6價，作還原劑，KClO3作氧化劑，Cl由＋5價→－1價,根據化合價升降法進行配平，得到：3MnO2 + KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 +KCl+3H2O；③熔塊中 K2MnO4→KMnO4，Mn的化合價升高，需要有化合價降低，因此K2MnO4中Mn的化合價轉化為MnO2，發生的反應是3K2MnO4＋4CO2＋2H2O=2KMnO4＋MnO2＋4KHCO3，過濾，得到濾渣為MnO2，根據②的分析,NH4Cl不穩定受熱易分解，遇冷重新生成NH4Cl，因此化合物B為NH4Cl，化合物C為ZnCl2；(3)利用高錳酸鉀的強氧化性把草酸氧化，因此滴定終點的現象是：當滴入最后一滴溶液，溶液變為淺紅色且半分鐘內不褪色；②根據得失電子數目守恒，n(KMnO4)×（7－2）=n(Na2C2O4)×2×(4－3)，n(KMnO4)=0.67×2/(134×5)mol=2×10－3mol，高錳酸鉀的質量分數為2×10－3×158×200/(22.50×3.160)×100%=88.89%。