2019高考化学 难点剖析 专题52 废旧电池的处理练习

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1、专题52废旧电池的处理1．（2018届湖北省高三4月调研考试）三元电池成为2018年我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为，且x+y+z=1.充电时电池总反应为LiNixCoyMnzO2+6C(石墨)=Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是A．允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜B．充电时，A为阴极，Li+被氧化C．可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂D．放电时，正极反应式为Li1-aNixCoyMnzO2+aLi++ae-=LiNixCoyMnzO2【答案】D2．（2018届广东省深圳中学

2、高三上学期第一次阶段性检测）锌锰干电池是最早的实用电池。现用下列工艺回收正极材料中的金属（部分条件未给出）。（1）碱性锌锰电池反应为：Zn+2MnO2+2H2O＝Zn(OH)2+2MnO(OH)，电解质是KOH，该电池的负极材料为__________(填化学式)，MnO（OH）中Mn的化合价为：________,正极反应式为:__________。（2）黑粉的主要成份为MnO2和石墨，写出反应①的化学方程式：______。（3）MnO2的转化率与温度的关系如下表：温度/℃20406080100转化率/℃86.090.091.392.092.1生产中常选反应温度为80℃，其理由是：_____

3、__。（4）“沉锰”过程中生成碱式碳酸锰[MnCO3•6Mn(OH)2•5H2O]，写出其离子反应方程式：_______，检验沉淀是否洗净的操作是：_______。滤液③中可回收的物质为：________（填化学式）。（5）“预处理”时，废旧锌锰电池经过拆解、筛分得到炭包，其中含MnO2为34.8%。称取5.000g炭包，经处理得到3.211gMnSO4•H2O，计算锰的回收率为：_____。【答案】Zn+3价MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OHMnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O由表格中的数据可知，MnO2 的转化率随温度的升高而升高，8

4、0℃时MnO2的转化率已经较高，更高的温度会增加能耗，增大生产成本，得不偿失。7Mn2++7CO32-+11H2O=MnCO3·6Mn(OH)2·5H2O ↓+6CO2↑取少量最后一次洗涤滤液于试管中，向其中滴加BaCl2 溶液，观察是否有白色沉淀生成，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已洗涤干净；若有白色沉淀生成， 则说明未洗涤干净。Na2SO495%【解析】（1）碱性锌锰电池反应为：Zn+2MnO2+2H2O＝Zn(OH)2+2MnO(OH)，电解质是KOH，活泼金属Zn为该电池的负极材料，MnO（OH）中氧为-2价，氢为+1价，则Mn的化合价为：+3价；正极MnO2得到电子产生MnO(OH

5、)，电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH；（2）黑粉的主要成份为MnO2和石墨，写出反应①是MnO2、2FeSO4和2H2SO4反应，反应的化学方程式为：MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O；（3）由表格中的数据可知，MnO2 的转化率随温度的升高而升高，80℃时MnO2的转化率已经较高，更高的温度会增加能耗，增大生产成本，得不偿失，故生产中常选反应温度为80℃；（4）“沉锰”过程中生成碱式碳酸锰[MnCO3•6Mn(OH)2•5H2O]，其离子反应方程式为：7Mn2++7CO32-+11H2O=MnCO3·6Mn(OH)2·

6、5H2O↓+6CO2↑，检验沉淀是否洗净的操作是：取少量最后一次洗涤滤液于试管中，向其中滴加BaCl2 溶液，观察是否有白色沉淀生成，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已洗涤干净；若有白色沉淀生成， 则说明未洗涤干净；根据反应可知7Mn2++7CO32-+11H2O=MnCO3·6Mn(OH)2·5H2O↓+6CO2↑，滤液③中可回收的物质为：Na2SO4；（5）根据MnO2~~~MnSO4•H2O，理论上n(MnO2)=n(MnSO4•H2O)=34.8%×，但实际上只有3.211gMnSO4•H2O，所以锰的回收率为×100%=95%。3．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳

7、棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：溶解度/（g/100g水）化合物Zn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题：（1）该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zng。（已经F＝96500C/