Question

【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(guò)程中產(chǎn)生Mn2O3。利用廢舊電池回收Zn、Mn化合物，對(duì)環(huán)境保護(hù)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(guò)濾分離得到固體和濾液。

步驟二：處理固體，提取MnO2通過(guò)對(duì)獲得的濾渣進(jìn)行灼燒，灼燒的目的是__。灼燒時(shí)用到的實(shí)驗(yàn)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(guò)將SOCl2與ZnCl2·xH2O晶體混合可制取無(wú)水ZnCl2。有關(guān)的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)-105℃，沸點(diǎn)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(yàn)證生成物中含有SO2。上述儀器接目的連接響序?yàn)?/span>a→__。裝置E中濃硫酸的作用___。

④為提高SOCl2的利用率，該實(shí)驗(yàn)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(wú)水ZnCl2，原因是__。

Answer 1

【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 否 因?yàn)?/span>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(guò)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(guò)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(duì)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(guò)將SOCl2與ZnCl2·xH2O晶體混合可制取無(wú)水ZnCl2。

綜上分析步驟二的目的是提取MnO2，故對(duì)獲得的濾渣進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)碳粉與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳、Mn2O3被氧化成MnO2；灼燒時(shí)用到的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中通過(guò)將SOCl2與ZnCl2·xH2O晶體混合可制取無(wú)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(yàn)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B與C之間放置E和F，裝置F是為了防止液體倒吸，同時(shí)二氧化硫有毒，故需要?dú)溲趸�鈉溶液吸收尾氣，故上述儀器接目的連接響序?yàn)?/span>a→fghibcde。

④因SOCl2的沸點(diǎn)較低并140℃以上易分解，故為提高SOCl2的利用率，該實(shí)驗(yàn)宜采用的加熱方式為水浴加熱。

⑤ZnCl2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(wú)水ZnCl2，故將ZnCl2·xH2O晶體置于坩堝中加熱均燒不能得到無(wú)水ZnCl2。