废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2.NH4Cl.ZnCl2.还有少量的FeCl2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 .(2) 第I步操作得滤渣的成分是 ,第Ⅱ步操作的目的是 .(3)步骤Ⅲ中制得MnSO4.该反应的化学方程式为 .(4)第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂.除去Zn2+的离子方� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

(15分)废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂，还有少量的FeCl₂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I步操作得滤渣的成分是           ；第Ⅱ步操作的目的是        。
（3）步骤Ⅲ中制得MnSO₄，该反应的化学方程式为            。
（4）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)
（5）已知：MnCO₃难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，l00^oC时开始分解；Mn(OH)₂开始沉淀时pH为7.7。
第V步系列操作可按以下步骤进行：
操作l：加入试剂X，控制pH<7.7；   操作2：过滤，用少量水洗涤2~3次；
操作3：检测滤液；                 操作4：用少量无水乙醇洗涤2~3次；
操作5：低温烘干。
①试剂X是      ；
②操作3中，说明SO₄^2-已除干净的方法是        。

（1）Zn。（2）MnO₂和炭粉；除去炭粉。（3）MnO₂+H₂O₂+H₂SO₄

MnSO₄+2O₂+H₂O；
（4）MnS+Zn²⁺

ZnS+Mn²⁺。（5）①Na₂CO₃；②取最后一次洗涤液少量置于试管中，加入硝酸钡，若无白色沉淀生成，说明SO₄^2-已除干净。

试题分析：根据题给信息和工艺流程知，黑色物质A主要含有MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂，还有少量的FeCl₂和炭粉，MnO₂和炭粉不溶于水，经水浸、过滤、洗涤得滤渣的成分是MnO₂和炭粉；MnO₂和炭粉加热至恒重，碳粉与空气中的氧气反应生成碳的氧化物而除去，黑色物质M的主要成分为MnO₂，MnO₂与硫酸、双氧水反应生成硫酸锰、氧气和水，经过系列操作的高纯MnCO₃。（1）根据教材知识知，碱性锌锰干电池的负极材料是Zn。（2）由上述分析知，第I步操作得滤渣的成分是MnO₂和炭粉；第Ⅱ步操作的目的是除去炭粉。（3）MnO₂与硫酸、双氧水反应生成硫酸锰、氧气和水，该反应的化学方程式为MnO₂+H₂O₂+H₂SO₄

MnSO₄+2O₂+H₂O。（4）由Ksp(MnS)=2.5

10^-13,Ksp(ZnS)=1.6

10^-24知，ZnS比MnS更难溶，利用沉淀的转化除去Zn²⁺的离子方程式为MnS+Zn²⁺

ZnS+Mn²⁺。（5）第V步系列操作由硫酸锰制得高纯MnCO₃。①试剂X是Na₂CO₃；②操作3为检验沉淀是否洗涤干净，说明SO₄^2-已除干净的方法是取最后一次洗涤液少量置于试管中，加入硝酸钡，若无白色沉淀生成，说明SO₄^2-已除干净。