题目内容
(14分)废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2、NH4CI、ZnCI2,还有少量的FeCI2和炭粉,用A制备高纯MnCO3,的流程图如下。

(1)碱性锌锰干电池的负极材料是_________(填化学式)。
(2)第Ⅱ步操作的目的是________________________。
(3)第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂,除去Zn2+的离子方程式为____________________。
(已知:Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(ZnS)=1.6×10-24)
(4)为选择试剂X,在相同条件下,分别用5 g黑色物质M进行制备MnSO3的实验,得到数据如右表:

①试剂x的最佳选择是_________。
②第Ⅲ步中用选出的最佳试剂X与M的主要成分反应的化学方程式为_________。
(5)已知:MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH为7.7。请补充完成以下操作:
第Ⅴ步系列操作可按一下流程进行:请补充完成操作:(第Ⅴ步系列操作中可供选用的试剂:
、乙醇)

操作1:___________________;操作2:过滤,用少量水洗涤2~3次
操作3:检测滤液,表明SO42-已除干净; 操作4:___________________;
操作5:低温烘干。
(6)操作1可能发生反应的离子方程式

(1)碱性锌锰干电池的负极材料是_________(填化学式)。
(2)第Ⅱ步操作的目的是________________________。
(3)第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂,除去Zn2+的离子方程式为____________________。
(已知:Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(ZnS)=1.6×10-24)
(4)为选择试剂X,在相同条件下,分别用5 g黑色物质M进行制备MnSO3的实验,得到数据如右表:

①试剂x的最佳选择是_________。
②第Ⅲ步中用选出的最佳试剂X与M的主要成分反应的化学方程式为_________。
(5)已知:MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH为7.7。请补充完成以下操作:
第Ⅴ步系列操作可按一下流程进行:请补充完成操作:(第Ⅴ步系列操作中可供选用的试剂:


操作1:___________________;操作2:过滤,用少量水洗涤2~3次
操作3:检测滤液,表明SO42-已除干净; 操作4:___________________;
操作5:低温烘干。
(6)操作1可能发生反应的离子方程式
(14分,每空2分)
(1)Zn
(2)除去碳粉
(3)Zn2++MnS=ZnS+Mn2+
(4)①30%的过氧化氢 ②H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑
(5)加入NaHCO3,控制pH<7.7; 用少量无水乙醇洗涤2~3次
(6)Mn2++2 HCO3-= MnCO3↓+H2O+CO2↑
(1)Zn
(2)除去碳粉
(3)Zn2++MnS=ZnS+Mn2+
(4)①30%的过氧化氢 ②H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑
(5)加入NaHCO3,控制pH<7.7; 用少量无水乙醇洗涤2~3次
(6)Mn2++2 HCO3-= MnCO3↓+H2O+CO2↑
试题分析:(1) 碱性锌锰干电池中,锌比锰活泼,所以负极材料是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目的是利用沉淀的转化除去Zn2+,使MnS转化为更难溶的ZnS,离子方程式为Zn2++MnS=ZnS+Mn2+
(4)①根据表中数据选择30%的过氧化氢得到的MnSO4的质量最多,所以选择30%的过氧化氢;
②根据表可知,过氧化氢是把二氧化锰转化为硫酸锰,本身被氧化为氧气,化学方程式为H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑
(5)最终产物是碳酸锰,所以第一步应加入NaHCO3,调节pH值使之小于7.7,防止氢氧化锰生成;MnCO3潮湿时易被空气氧化,所以水洗完后再用用少量无水乙醇洗涤2~3次以除去碳酸锰表面的水分;
(6)操作1目的是生成碳酸锰的沉淀,所以可能发生反应的离子方程式Mn2++2 HCO3-= MnCO3↓+H2O+CO2↑

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