Question

（14分）廢舊堿性鋅錳干電池內部的黑色物質A主要含有MnO2、NH4CI、ZnCI2，還有少量的FeCI2和炭粉，用A制備高純MnCO3，的流程圖如下。

 

（1）堿性鋅錳干電池的負極材料是_________(填化學式)。

（2）第Ⅱ步操作的目的是________________________。

（3）第Ⅳ步操作是對濾液a進行深度除雜，除去Zn2+的離子方程式為____________________。

　　 (已知：Ksp(MnS)=2.5×10-13，Ksp(ZnS)=1.6×10-24) 

（4）為選擇試劑X，在相同條件下，分別用5 g 黑色物質M進行制備MnSO3的實驗，得到數據如右表：

　①試劑x的最佳選擇是_________。

　②第Ⅲ步中用選出的最佳試劑X與M的主要成分反應的化學方程式為_________。

（5）已知：MnCO3難溶于水和乙醇，潮濕時易被空氣氧化，100℃開始分解；Mn(OH)2開始沉淀時pH為7.7。請補充完成以下操作：

第Ⅴ步系列操作可按一下流程進行：請補充完成操作：（第Ⅴ步系列操作中可供選用的試劑：、乙醇）

操作1：___________________；操作2：過濾，用少量水洗滌2～3次

操作3：檢測濾液，表明SO42-已除干凈；　操作4：___________________；

操作5：低溫烘干。

（6）操作1可能發生反應的離子方程式

 

Answer 1

（14分，每空2分）

（1）Zn

（2）除去碳粉

（3）Zn2++MnS=ZnS+Mn2+

（4）①30%的過氧化氫 ②H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑

（5）加入NaHCO3，控制pH<7.7； 用少量無水乙醇洗滌2～3次

（6）Mn2++2 HCO3-= MnCO3↓+H2O+CO2↑

【解析】

試題分析：（1） 堿性鋅錳干電池中，鋅比錳活潑，所以負極材料是Zn；

（2）第I步操作水浸后，溶于水的NH4CI、ZnCI2可除去，而碳粉不溶于水，所以第Ⅱ步操作的目的是除去碳粉；

（3）第Ⅳ步操作中加入MnS目的是利用沉淀的轉化除去Zn2+，使MnS轉化為更難溶的ZnS，離子方程式為Zn2++MnS=ZnS+Mn2+

（4）①根據表中數據選擇30%的過氧化氫得到的MnSO4的質量最多，所以選擇30%的過氧化氫；

②根據表可知，過氧化氫是把二氧化錳轉化為硫酸錳，本身被氧化為氧氣，化學方程式為H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑

（5）最終產物是碳酸錳，所以第一步應加入NaHCO3，調節pH值使之小于7.7，防止氫氧化錳生成；MnCO3潮濕時易被空氣氧化，所以水洗完后再用用少量無水乙醇洗滌2～3次以除去碳酸錳表面的水分；

（6）操作1目的是生成碳酸錳的沉淀，所以可能發生反應的離子方程式Mn2++2 HCO3-= MnCO3↓+H2O+CO2↑

考點：考查原電池中電極的判斷，理解應用題目中信息的能力，化學方程式的判斷及書寫