Question

15．Ⅰ．碱性锌锰干电池是最常见的化学电源之一，已知其电池总反应：
Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn（OH）₂，则负极发生反应的物质为Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂；发生在正极的电极反应为MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-．
Ⅱ．回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉（含MnO₂、MnOOH、Fe和炭黑等），由锰粉制取MnO₂的步骤如图所示：

	开始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2.7	3.7
Fe（OH）2	7.6	9.6
Mn（OH）2	8.3	9.8

根据如图所示步骤并参考表格数据回答问题：
（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn²⁺、Fe²⁺等．加热的作用是加快反应速率．
（2）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向滤液中加入适量H₂O₂溶液，其作用是将Fe²⁺转化为Fe³⁺．
（3）将过滤I所得滤液经H₂O₂氧化后，再加入NaOH溶液调节pH的范围是：3.7＜pH＜8.3，其目的是使Fe³⁺完全沉淀，并防止Mn²⁺转化为Mn（OH）₂沉淀．
（4）过滤Ⅱ所得滤液加入足量H₂O₂溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn²⁺氧化得到MnO₂，反应的离子方程式为Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO₂↓+2H₂O．
（5）实验室进行过滤操作时，需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒．

Answer 1

分析 Ⅰ碱性锌锰电池的负极是Zn失电子生成Zn（OH）₂，正极是二氧化锰得到电子生成MnO（OH）；   
Ⅱ锰粉（含MnO₂、MnOOH、Fe和炭黑等），锰粉在浓盐酸中浸泡（为除去MnO₂可加热），发生MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O、Mn（OH）₂+2HCl=MnCl₂+2H₂O、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑等反应，过滤后所得滤液中含有Mn²⁺、Fe²⁺、NH₄⁺等离子，在滤液中加入适量过氧化氢和氢氧化钠，可将Fe²⁺转化为Fe³⁺，并生成Fe（OH）₃，控制溶液pH在3.7～8.3之间可除去Fe³⁺，过滤后所得滤液主要为Mn²⁺，滤液中H₂O₂溶液，再加NaOH溶液调节pH值，使Mn²⁺转化成MnO₂，经过滤、洗涤、干燥可得MnO₂，以此解答该题．

解答 解：Ⅰ负极发生氧化反应，由方程式可知Zn被氧化生成Zn（OH）₂，则电极方程式为Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂，正极是二氧化锰得到电子生成MnO（OH），电极反应式为：MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-，
故答案为：Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn（OH）₂；MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-；
Ⅱ锰粉（含MnO₂、MnOOH、Fe和炭黑等），锰粉在浓盐酸中浸泡（为除去MnO₂可加热），发生MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O、Mn（OH）₂+2HCl=MnCl₂+2H₂O、Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑等反应，过滤后所得滤液中含有Mn²⁺、Fe²⁺、NH₄⁺等离子，在滤液中加入适量过氧化氢和氢氧化钠，可将Fe²⁺转化为Fe³⁺，并生成Fe（OH）₃，控制溶液pH在3.7～8.3之间可除去Fe³⁺，过滤后所得滤液主要为Mn²⁺，滤液中H₂O₂溶液，再加NaOH溶液调节pH值，使Mn²⁺转化成MnO₂，经过滤、洗涤、干燥可得MnO₂，
（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，加热的作用是加快反应速率，
故答案为：加快反应速率；
（2）过氧化氢具有强氧化性，可将具有还原性的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，易于转化为Fe（OH）₃而除去，
故答案为：将Fe²⁺转化为Fe³⁺；
（3）由表中数据可知，调节溶液PH约为5.1，在3.7～8.3之间，可使使Fe³⁺完全沉淀，并防止Mn²⁺转化为Mn（OH）₂沉淀，
故答案为：3.7＜pH＜8.3；使Fe³⁺完全沉淀，并防止Mn²⁺转化为Mn（OH）₂沉淀；
（4）过滤Ⅱ所得滤液中含有Mn²⁺，加入足量H₂O₂溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn²⁺氧化得到MnO₂，反应的离子方程式为Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO₂↓+2H₂O，
故答案为：Mn²⁺+H₂O₂+2OH^-=MnO₂↓+2H₂O；
（5）过滤操作时．需要用到的玻璃仪器有 漏斗、烧杯、玻璃棒，
故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒．

点评 本题考查物质的制备和分离，题目难度中等，注意根据物质的性质把握实验原理，本题易错点为Ⅱ（4），注意根据反应物和生成物结合质量守恒书写离子方程式．