实验三、从废电池回收锌皮制取七水硫酸锌
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第I 卷一、选择题:本题共13小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的7.食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。
下列说法错误的是 A .硅胶可用作食品干燥剂B .P 2O 5不可用作食品干燥剂C .六水合氯化钙可用作食品干燥剂D 8.某羧酸酯的分子式为C 18H 26O 5,1mol 式为A .C 14H 18O 5B 91、6、7、1。
a -的电子层结同,b 和c A B .a 和其他C .d 和其他D .元素a 、b 、c 各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6 10.N A 代表阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是 A .60g 丙醇中存在的共价键总数为10N AB .1L0.1mol·L -1的NaHCO 3-溶液中HCO 3-和CO 32-离子数之和为0.1N AC.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。
23g钠充分燃烧时转移电子数为1N AD.235g核互23592U发生裂变反应:23592U+1n9038Sr+13654U+101n净产生的中子(1n)数为10N A11分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含量立体异构)A.3种B.4种C.5种D.6种12.海水开发利用的部分过程如图所示。
下列说法错误的是ABCD13二、符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
第Ⅱ卷三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。
第22题~第32题为题,每个考题考生都必须作答,第33~40为选考题,考生格局要求作答。
26.(14分)酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是有碳粉,二氧化锰,氯化锌和氯化铵等组成的填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可以得到多种化工原回答下列问题:(1(2)(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有氯化锌和氯化铵,两者可以通过____分离回收,滤渣的主要成分是二氧化锰、______和,欲从中得到较纯的二氧化锰,最简便的方法是,其原理是。
考点规范练7原电池化学电源一、选择题1.(2021江苏苏州高三期中)一种Zn-PbO2电池工作原理如装置图所示。
下列说法正确的是()。
A.电池工作时电能转化为化学能B.放电过程中电极a区溶液的pH增大C.电池工作一段时间后K2SO4浓度增大D.b极区的电极反应式为PbO2+4H++4e-Pb2++2H2O2.下图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液,电池工作一段时间后,甲烧杯中溶液颜色不断变浅。
下列叙述中正确的是()。
A.b极是电池的正极B.甲烧杯中K+经盐桥流向乙烧杯C.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小D.电池总反应的离子方程式为Mn O4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O3.(2020山东卷)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。
现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。
下列说法错误的是()。
A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 gD.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶14.(2021吉林长春高三检测)以铅蓄电池为电源,将CO2转化为乙烯的装置如图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。
下列说法正确的是()。
A.a极为铅蓄电池的正极B.电解过程中,阳极区溶液中c(H+)逐渐减小C.阴极反应式:2CO2+12H++12e-C2H4+4H2OD.每生成1 mol乙烯,理论上铅蓄电池中消耗6 molH2SO45.如图为流动电池,其电解质溶液可在电池外部流动,调节电解质,可维持电池内部电解质溶液浓度稳定。
下列关于该电池的说法错误的是()。
A.Cu为该电池的负极B.X为PbSO4,Y为H2SO4C.当消耗1 molPbO2,需分离出320 g CuSO4D.PbO2电极反应式为PbO2+4H++S O42-+2e-PbSO4+2H2O6.(2021河北卷改编)K-O2电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。
废干电池的综合利用实验报告废干电池的综合利用一、实验意义人们通常称电池为“电的罐头”,它可以产生光、声、力、热和信息处理,给人们的生活带来很大的方便。
如果不合理回收,不仅造成资源浪费,也会给环境造成严重污染。
如电池中含有大量金属——锌、铅、镉、汞等,一节纽扣电池能污染60KL水,等等。
我国每年报废50万吨废锌锰电池,若能全部回收利用,可再生锰11万吨、锌7万吨、铜1.4万吨,是相当可观的资源。
因此,必须对废旧电池进行科学的合理回收,从而保护人类生存环境。
二、实验目的1. 了解废干电池对环境的污染的危害,以及有效成分的利用方法;2. 熟悉无机物的实验室制备、提纯、分析等方法与技能;3. 分析废干电池黑色粉体中二氧化锰、氯化锌、氯化铵、二氯化锰、碳粉的含量;分析锌片纯度;4. 利用黑色粉体制备二氧化锰、氯化铵,用废锌片制备七水硫酸锌5. 分析氯化铵、二氧化锰、七水硫酸锌的产率和纯度。
三、实验原理日常生活中所用的干电池为锌锰电池。
其负极为电池壳体的锌电池,正极是被二氧化锰(为增弹导电性,填充有碳粉)包围的石墨电极,电解质是氯化锌及氯化铵的糊状物。
在使用过程中,锌皮消耗最多,二氧化锰只起氧化作用,糊状氯化铵作为电解质不会消耗,炭粉是填料。
为了防止锌皮因快速消耗而渗漏电解质,通常在锌皮中掺入汞,形成汞齐电池反应为:Zn+2NH4Cl+2MnO2→Zn(NH3)Cl2+2MnOOH.锌锰电池的构造主要成分:1. 二氧化锰(深褐色或黑色混有导电材料石墨或乙炔黑)2. 锌筒3. 炭棒铜帽 (导电)4. 电糊 (几毫米宽的间隙中充填糊状电解质由浓缩的氯化铵水溶液、微量升汞和氯化锌以及淀粉组成)5.封口剂(沥青树脂或石蜡的)6.其他包装(1号废旧锌锰电池的组成,重量70克左右,其中碳棒5.2克,锌皮7.0克,锰粉25克,铜帽0.5克,其他32克)在使用过程中,锌皮消耗最多,二氧化锰只起氧化作用,氯化铵做为电解质没有消耗,碳粉为填料,电池里黑色物质为二氧化锰,碳粉,氯化铵,氯化锌,氯化锰的混合物,回收时,剥去电池外层包装纸,用螺丝刀撬去顶盖,用小刀挖去盖下面的沥青层,即可用钳子慢慢拔出炭棒(连同铜帽),可留着作电解食盐水等的电极。
原电池化学电源(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
每小题只有一个选项符合题目要求)1.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理如图所示,其中NH3被氧化为常见无毒物质。
下列说法错误的是()。
A。
溶液中OH—向电极a移动B。
电极b上发生还原反应C.负极的电极反应式为2NH3+6OH—-6e-N2+6H2OD。
理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为3∶4解析:电极a上NH3发生氧化反应生成N2,则电极a为负极,电极b为正极,原电池中,阴离子向负极移动,故A项正确;电极b 为正极,正极上发生还原反应,B项正确;负极上NH3失电子生成N2和H2O,电极反应式为2NH3+6OH——6e-N2+6H2O,C项正确;由电池反应4NH3+3O22N2+6H2O可知,理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶3,D项错误。
2。
人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示的人工光合系统,成功地实现了以CO2与H2O合成CH4,下列说法错误的是().A.GaN表面发生氧化反应,有O2产生B.相同条件下,生成的O2和CH4体积比为2∶1C.产生22。
4 L O2时,电解液中H+从右向左迁移4 gD。
Cu表面的电极反应式为CO2+8H++8e-CH4+2H2O解析:根据题给装置图中电子的流向可确定GaN电极为负极,发生反应:4H2O—8e-8H++2O2↑,GaN表面发生氧化反应,A项正确;Cu电极的电极反应式为CO2+8H++8e—CH4+2H2O,根据得失电子守恒知,相同条件下生成O2和CH4的体积比为2∶1,B、D项正确;没有给出气体所处的状态,不能用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,且电解液中H+从左向右迁移,C项错误.3.科学家最新开发的一种新原理二次电池的能量密度是现行锂电池的7倍,该电池结构如图所示,下列有关说法正确的是()。
从废电池回收锌皮制取七水硫酸锌一、实验目的:1、掌握制备ZnSO4·7H2O的原理。
2、熟练掌握过滤、洗涤、蒸发、结晶等基本操作。
二、实验原理:稀H2SO4与锌皮反应得到ZnSO4.Zn + H2SO4 (稀)= ZnSO4 + H2↑锌皮中的杂质铁也同时溶解生成Fe2+Fe + H2SO4(稀)= FeSO4 + H2↑用HNO3将Fe2+氧化为Fe3+。
3Fe2+ + NO3- + 4H+ = 3 Fe3+ + 2H2O + NO↑用NaOH将溶液pH值调至8,使Zn2+、Fe3+沉淀为相应的氢氧化物。
Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2↓Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓洗涤沉淀至无Cl-。
用稀H2SO4溶解Zn(OH)2,控制pH=4,这时Fe(OH)3不溶解。
反应式为Zn(OH)2+ H2SO4 = ZnSO4+ 2H2O过滤除去Fe(OH)3。
将滤液蒸发,结晶得到ZnSO4·7H2O。
三、仪器和药品:仪器:过滤抽滤装置比色管水浴蒸发皿药品:2.0mol/L H2SO4 3.0mol.L HNO3 3.0mol/L HCl 3.0mol/LNaOH 0.5mol/L KCNS 饱和FeSO4苯pH试纸废电池锌皮 0.1mol/L AgNO3。
四、操作步骤:1、废锌皮的处理及溶解废电池的锌皮上常粘有ZnCl2、NH4Cl、MnO2及沥青、石蜡等。
在用醋酸溶解前,在水中煮沸30分钟,再刷洗,以除去上述杂质。
称取7g处理过的干净锌皮,剪碎,放入250mL烧杯中,加入60mL2mol/LH2SO4,微微加热使反应进行。
反应开始后停止加热,放置过夜。
过滤,得到滤液。
将滤纸上的不溶物干燥后称重,计算实际溶解锌的克数。
2、Zn(OH)2的生成和洗涤将上面滤液移入500mL烧杯中,加热,加浓HNO3 3滴,搅拌,使Fe2+被氧化成Fe3+。
稍冷,逐滴加入3mol/L的NaOH溶液,并不断搅拌,直至pH为8,使Zn2+沉淀完全。
废干电池的综合利用姓名***生物与化学工程学院一、实验目的及要求1.熟悉无机物的实验室制备、提纯、分析等方法与技能;2.分析废干电池黑色粉体中二氧化锰、氯化锌、氯化铵、二氯化锰、碳粉的含量;分析锌片纯度;3、利用黑色粉体制备二氧化锰、氯化铵, 用废锌片制备七水硫酸锌, 并分析氯化铵、二氧化锰、七水硫酸锌的产率和纯度。
二、实验原理〔电池构造、电池反响、电池消耗后可收利用的组回分及回收原理等〕;电池的构造按构造分: 采用面粉、淀粉和电解液形成的凝胶作为正负极间的隔离层的, 称为糊式电池;锌锰电池是将锌片挤压或卷焊成圆筒形作为电池的负极并兼作容器; 将MnO2 与乙炔黑、石墨、固体NH4- Cl, 按一定比例混合, 加适当的电解液压制成电芯( 炭包) , 电芯周围包上绵纸, 在其中心插入炭棒, 炭棒上戴上铜帽, 即构成电池的正极。
用①二氧化锰: 俗称锰粉。
是正极的活性物质, 直接参加电化学反响, 是决定电池电荷量的主要材料。
根据其制备方法可以分为天然二氧化锰、化学二氧化锰和电解二氧化锰。
其中电解二氧化锰的电化学活性最高, 化学二氧化锰次之。
②石墨: 正极原料之一。
有显晶型(俗称鳞片状)和隐晶型(俗称土状)两种。
石墨不参加电化学反响, 有良好的导电性, 具有吸附性和粘着性。
掺入电芯中可以提高电芯的导电性。
它粘着在多孔锰粉的周围吸收一定量的电液, 使电芯保持一定的水分, 可充分提高锰粉的利用率。
③乙炔黑: 在正极中的作用与石墨相似。
它的比重很小、颗粒较细, 平均直径为35~45毫微米, 比外表为60~70m2/g, 导电性仅次于石墨,分散性、吸水性远优于石墨。
④锌: 负极活性物质, 兼作电池的容器和负极引电体, 是决定电池贮存性能的主要材料。
在锌片中含有少量的镉和铅。
镉能增强锌的强度, 铅能改良锌的延展加工性能。
镉与铅均能提高氢在锌电极上的过电位, 减少锌电极的自放电, 减缓锌片的腐蚀和氢气的释放。
锌片中假设含有Cu、Fe、Ni等, 将降低H2在锌电极上析出的过电位, 加速电池在贮存过程中的自放电, 因此这些有害杂质必须严格控制。
七水硫酸锌制备方法七水硫酸锌是一种常用的化学试剂,广泛应用于化学实验、工业生产以及医学领域。
本文将介绍七水硫酸锌的制备方法。
一、材料准备制备七水硫酸锌的材料有硫酸和氧化锌。
硫酸是一种无色液体,具有强酸性;氧化锌是一种白色固体,具有很好的化学稳定性。
二、实验步骤1. 准备一个干净的玻璃容器,例如烧杯或烧瓶。
2. 在容器中加入适量的硫酸,注意加酸时要缓慢、稳定,以免溅出。
3. 将氧化锌粉末逐渐加入硫酸中,同时用玻璃棒搅拌均匀。
加入氧化锌的速度要适中,不可过快。
4. 当氧化锌全部加入后,继续搅拌一段时间,使反应充分进行。
5. 反应进行一段时间后,可以观察到溶液由无色逐渐变为白色乳状悬浊液,这就是七水硫酸锌的生成。
6. 将制得的七水硫酸锌溶液过滤,去除其中的杂质。
可以使用滤纸或滤膜进行过滤,得到纯净的七水硫酸锌溶液。
7. 最后,将七水硫酸锌溶液储存在干燥的容器中,以防止其水分损失。
三、注意事项1. 在制备七水硫酸锌的过程中,应注意安全。
硫酸具有强酸性,避免接触皮肤和眼睛,以免引起灼伤。
同时,操作时应戴上防护手套和护目镜。
2. 搅拌时要轻柔,避免剧烈搅拌引起溅出。
3. 制备过程中应控制反应速度,避免过快或过慢,以保证反应充分进行。
4. 制得的七水硫酸锌溶液应尽快过滤和储存,避免其水分损失。
四、应用领域七水硫酸锌具有多种应用领域。
在化学实验中,它常用于制备其他硫酸盐类化合物,或作为金属离子的来源。
在工业生产中,七水硫酸锌可以用于电镀、催化剂的制备以及橡胶加工等。
此外,七水硫酸锌还可以用作医学领域的药物配制,具有抗菌、抗炎、止痒等作用。
总结:通过以上的制备方法,我们可以得到纯净的七水硫酸锌溶液。
在实验和工业应用中,七水硫酸锌具有广泛的用途,可以满足不同领域的需求。
在使用过程中,我们要注意安全,合理控制反应条件,以获得良好的实验结果。
辽宁省2021-2022高二化学12月月考试题考试时间:50分钟满分:100分第Ⅰ卷选择题(共46分)一、选择题:本题共23个小题,每小题2分,共46分。
在每小题给出的四个选项中,只有一个正确选项。
1.一定温度下,向0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加少量水,下列有关说法错误的是( )A.溶液中所有离子的浓度都减小 B.CH3COOH的电离程度变大C.水的电离程度变大 D.溶液的pH增大2.下列事实不能证明HNO2是弱电解质的是( )①滴入酚酞,NaNO2溶液显红色②用HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗③等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液中和碱时,HNO2的中和碱能力强④0.1 mol·L-1HNO2溶液的pH =2 ⑤HNO2与CaCO3反应放出CO2气体⑥c(H+)=0.1 mol·L-1的HNO2溶液稀释至1 000倍,pH<4A.①⑤ B.②⑤C.③⑥ D.③④3.pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。
分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol/L)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为V x、V y,则( )A.x为弱酸,V x<V y B.x为强酸,V x>V yC.y为弱酸,V x<V y D.y为强酸,V x>V y4.相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )酸HX HY HZ电离常数K9×10-79×10-61×10-2A.三种酸的强弱关系:HX>HY>HZB.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生C.相同温度下,0.1 mol/L的NaX、NaY、NaZ溶液,NaZ溶液pH最大D.相同温度下,1 mol/L HX溶液的电离常数小于0.1 mol/L HX5.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( )A.该溶液的pH=4B.升高温度,溶液的pH增大C.此酸的电离常数约为1×10-7D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍6.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H++OH-,下列叙述正确的是( ) A.将纯水加热到95 ℃时,K w变大,pH不变,水仍呈中性B.向纯水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)增大,K w变小C.向纯水中加入少量碳酸钠固体,c(H+)减小,K w不变,影响水的电离平衡D.向纯水中加入醋酸钠或盐酸,均可抑制水的电离,K w不变7.常温下,某溶液中由水电离的c(H+)=1×10-13 mol/L,该溶液可能是( )①二氧化硫水溶液②氯化铵水溶液③硝酸钠水溶液④氢氧化钠水溶液A.①④B.①② C.②③ D.③④8.向纯水中加入少量下列物质或改变下列条件,能促进水的电离,并能使溶液中c(OH-)>c(H+)的操作是( )①稀硫酸②金属钠③氨气④FeCl3固体⑤NaClO固体⑥将水加热煮沸A.②⑤ B.①④ C.③④⑥ D.④9.H2S水溶液中存在电离平衡H2S H++HS-和HS-H++S2-。
废干电池的综合利用一.实验目的:1.熟悉无机物的实验室装备、提纯、分析等方法和技能;2.分析废干电池黑色粉体中二氧化锰、氯化锌、氯化铵、锌粉的含量;分析锌片纯度;3.利用黑色粉体制备二氧化锰、氯化铵,用废锌片制备7水硫酸锌,并分析氯化铵、二氧化锰、7水硫酸锌的产率和纯度;4.分析实验中出现的各个问题及其原因。
二.实验原理:1.废电池中黑色混合物主要含大量的碳,为得到二氧化锰,主要要除去其中的碳则:C+O2=CO22.将电池的黑色混合物溶于水,可得氯化铵和氯化锌混合溶液,依据两者溶解度的不同可分离氯化铵和氯化锌。
.3氯化锌是一种重要的化工原料,其溶解度很大。
4.锌片溶于硫酸可制备七水硫酸锌,七水硫酸锌极易溶于水(在20℃时,七水硫酸锌的溶解度为53.8)。
硫酸锌不溶于乙醇,在39℃时溶于结晶水,100℃时开始失水,在水中水解呈酸性。
但锌片中所含的杂质也同时溶解,除铁可得七水硫酸锌。
5.除铁的方法为:先加少量双氧水将二价铁氧化为三价铁,控制pH为8,使Zn2+和Fe3+均沉淀为氢氧化物沉淀,再加硫酸控制pH为4。
此时氢氧化锌溶解而氢氧化铁不溶解,可过滤除去。
三.仪器与药品:蒸发皿酒精灯坩埚剪子烧杯容量瓶滴定管废干电池2节2mol/LH2SO43%H2O22mol/LNaOH2mol/LHNO30.1mol/LAgNO3等等四.实验步骤:1.废干电池的处理用剪子将废干电池剥开,可得到黑色固体粉末,锌片,炭棒等物质。
称量所得的黑色固体粉末,将其移入500mL大烧杯中,加入300mL水,充分搅拌10min,然后抽滤。
2. 提取氯化铵和氯化锌将电池里的黑色混合物放在水里搅拌溶解并过滤,将部分滤液放在蒸发皿中,加热蒸发,待蒸发皿底部有晶体析出且只剩余少量液体是停止蒸发,将其抽滤。
所的滤渣烘干,最后得到白色晶体为氯化铵。
将所得滤液转入蒸发皿用酒精灯加热蒸发,最后得到的粉末为氯化锌。
称量所得氯化铵和氯化锌。
3.二氧化锰的回收黑色混合物的滤渣中含有二氧化锰、炭粉和其他少量有机物。
化学全国I I卷一、考纲解读考非选择题新增了3个原理大题,很有可能16年会考查2个原理大题和一个实验题。
个选择题,一个为电化学,一个为电解质溶液。
可能16年在高考中原理的比重会加大,尤其是选择题。
必化学学科2016年的《大纲》与前两年完全相同。
这一信息说明今年化学学科的命题会遵循前两年化学试题的命题原则和方向,无论试题形式还是试题内容都不会有太大改变。
《说明》比15年增加了2具体表现为:一、全国II卷近四年高考考点对比1、选择题的高频考点STS(科学技术社会),同分异构体,元素周期表与元素周期律、电化学。
2、近五年选择题答案占比统计A:20% ;B:% ;C:% ;D:%。
二、2016年试题特点2016年全国Ⅱ卷化学试卷的整体特点是:重点知识重点考,覆盖广泛回归教材,试题难度梯度比较明显,命题形式稳中有变、试题创新性较强,全方位考查应用能力。
1.重点知识重点考。
2016年试题中重点考查了下列考点:燃料、有机反应、元素的推断和元素周期律的运用、同分异构体、原电池、物质成分鉴别、实验、电子式、化学方程式的书写、盖斯定律、平衡常数、氧化还原的应用和计算、影响化学平衡的因素、平衡转化率的影响因素、探究亚铁离子和铁离子的性质。
从上述分析中可以看出必修1、必修2和选修4各个模块知识所占分值比例与去年持平。
2.知识点覆盖广泛,回归教材。
第Ⅰ卷选择题部分立足双基、全面设点。
在试题设计上,每道题目都围绕一个明确的主题来创设问题情境,第7题考查燃料和环境保护,第8题考查加成反应,第9题考查元素的推断和元素周期律的运用,第10题考查同分异构体,第11题考查原电池,第12题考查物质成分鉴别,第13题考查化学实验知识(实验操作能达到实验目的)。
这些试题大部分能够在书本上找到原型,充分体现了考试回归教材的特点。
3.试题难度梯度循序渐进。
2016年试题在充分体现选拔功能的基础上,注重难度把控,整卷试题难度搭配合理。
试题的难度主要体现在:1.文字阅读量,2.是否要进行简单计算,3.是否有图、表,多个化学方程式,4.计算的难度。
从废电池中回收锌皮制取七水硫酸锌
一、 实验目的
1、掌握制备ZnS04
·7 H 2
0的原理。
2、熟悉过滤、洗涤、蒸发、结晶等基本操作。
二、实验原理
1、拆开的旧电池大致可分为:①电池外包装纸;②锌筒;③铜帽;④石墨碳棒;⑤黑色粉末;⑥少量白色糊状物。
电池中的锌皮既是电池的负极,又是电他的壳体。
当电池报废后,锌皮一般仍大部分留存,
将其回收利用,既能节约资源,又能减少对环境
的污染。
锌是两性金属,能溶于酸或碱,在常温下,
锌片和碱的反应较慢,而锌与酸的反应则快得多。
因此,本实验采用稀硫酸溶解回收的锌皮以制取硫酸锌:
Zn 十H 2SO 4===ZnSO 4十H 2
此时,锌皮中含有的少量杂质铁也同时溶解,生成硫酸亚铁: Fe 十H 2S04===FeS04十H 2
因此,所得的硫酸锌溶液中,需先用过氧化氢将Fe 2+氧化为Fe 3+: 2 FeS04十H 202十H 2S04===Fe 2(S04)3十2 H 20
然后用氢氧化钠溶液调节溶液的pH =8,使Zn 2+、Fe 3+生成氢氧化物沉淀: ZnS04十2NaOH===Zn(OH)2十Na 2S04
Fe 2(S04)3十6NaOH===2Fe(OH)3十3Na 2S04
再加入稀硫酸,控制溶液pH =4,(过量碱不行吗?)此时氢氧化锌溶解而氢氧化铁不溶,可过滤除去氢氧化铁,最后将滤液酸化、蒸发浓缩、结晶,即得ZnS04·7 H 20。
2、对制得的晶体进行定性检验,证实产品中是否含有?以及Fe 3+ 、Cl - 以及Cu 2+。
a 、Fe 3+离子的鉴定
常见的有亚铁氰化钾法,即Fe 3+与[Fe(CN)6]4-在酸性溶液中反应,生成蓝色的普鲁士蓝沉淀。
4Fe 3++3[Fe(CN)6]4-===Fe 4[Fe(CN )6]3(s)
或硫氰酸铵法,即Fe 3+与SCN-在酸性溶液中反应生成血红色的Fe(SCN)63-。
b 、Cl -的鉴定
利用生成不溶于硝酸的AgCl 沉淀来检验。
c 、Cu 2+的鉴定
常用亚铁氰化钾法,即Cu 2+与 [Fe(CN)6]4-在酸性溶液中反应,生成红棕色沉淀:
类,并了解电池的构造。
基本原理图如
下:
拆①③色物
2Cu2++ [Fe(CN)6]4-=== Cu 2[Fe(CN)6] (红棕色沉淀)。
三、实验仪器与试剂
四、实验步骤
1、锌皮的回收与处理
拆下废电池的锌皮,锌皮表面可能粘有氯化锌、氯化铵、二氧化锰等杂质,应先用水刷洗除去。
锌皮上还可能粘有石蜡、沥青等有机物,用水难以洗干净,但它们不溶于酸,可在锌皮溶于酸后过滤除去。
将锌皮剪成细条状,备用。
2、锌皮的溶解
称取出利好的锌皮5g,加入2mol/LH
2SO
4
(比理论量的多25%),加热,待反
应较快时,停止加热。
不断搅拌,使锌皮溶解完全,冷却,过滤,滤液盛在烧杯
中。
3、Zn(OH)
2
的生成
往滤液中加入3%H2O2溶液10滴,不断搅拌,然后将滤液加热煮沸,并在不
断搅拌下滴加2mol/LNaOH溶液,逐渐有大量白色Zn(OH)
2
沉淀生成。
加入水约100ml,充分搅拌,在不断搅拌下,用2mol/LNaOH溶液调节pH=8为止,过滤。
用蒸馏水洗涤沉淀,直至滤液中不含氯为止。
(用AgNO3溶液检验)
4、Zn(OH)
2
的溶解及除铁
将Zn(OH)
2沉淀转移至烧杯中,另取2mol/L H
2
SO
4
滴加到沉淀中,不断搅拌,
当有溶液出现时,小火加热,并继续滴加硫酸,控制溶液的pH=4(注意:后期加酸要缓慢,当溶液的pH=4(氢氧化铁在pH2.2开始沉淀,所以,这样操作难以把握碱的用量!)时,即使还有少量白色沉淀未溶,也无需加酸。
加热,搅拌,Zn(OH)
2
沉淀自会溶解)。
将溶液加热至沸,促使Fe3+水解完全,生成FeO(OH)沉淀,趁热过滤,弃去沉淀。
5.蒸发、结晶
在除铁后的滤液中,滴加2mol/LH
2SO
4
使溶液pH=2,将其转入蒸发皿中,
在水浴上蒸发、浓缩至液面上出现晶膜。
自然冷却后,抽滤,将晶体放在两层滤纸间吸干,称量并计算产率。
6.产品检验
(1) Fe3+检验
取少量刚制得的晶体至于试管中,加入稀硫酸溶液溶解。
滴加几滴KSCN溶液,观察溶液中颜色变化。
若溶液呈血红色,则说明晶体不纯,混有Fe3+。
(2) Cl-检验
取少量刚制得的晶体至于试管中,加入少量稀HNO3使其溶解。
往试管中滴加AgNO3溶液,观察是否有沉淀产生。
若有白色沉淀产生,则说明晶体中混有ZnCl
2
,不纯。
(3)Cu2+检验
取少量刚制得的晶体至于试管中,加入稀硫酸溶液溶解。
滴加几滴质量分数为10%的K4[Fe(CN)6],观察是否有沉淀产生。
若有红棕色沉淀产生,说明晶体中
混有Cu2+若有深蓝色的普鲁士蓝沉淀产生说明有Fe3+。
五、注意事项
六、实验现象及结论记录表
七、思考题。