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)=2.510-13,Ksp(ZnS)=1.610-24)

(5)已知:MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,l00oC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SO42-已除干净的方法是 。

 

(1)Zn。(2)MnO2和炭粉;除去炭粉。(3)MnO2+H2O2+H2SO4MnSO4+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SO42-已除干净。

【解析】

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+H2SO4MnSO4+2O2+H2O。(4)由Ksp(MnS)=2.510-13,Ksp(ZnS)=1.610-24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SO42-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SO42-已除干净。

考点:以废旧碱性锌锰干电池的综合利用为载体考查化学实验基本操作,物质的分离提纯,氧化还原方程式及离子方程式的书写。

 

练习册系列答案
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③电解熔融LiCl可以制备金属Li。但LiC1熔点在873 K以上,高温下电解,金属Li产量极低。经过科学家不断研究,发现电解LiCl—KCl的熔盐混合物可以在较低温度下生成金属Li。

你认为,熔盐混合物中KCl的作用是_________________________________________。

写出电解该熔盐混合物过程中阳极的电极反应式:______________________________。

(3)最新研究表明,金属钾可作工业上天然气高温重整的催化剂,有关反应为:

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①0~10 min内用(CO)表示的化学反应速率为_________。

②下列叙述中,能够证明该反应已达到平衡状态的是_________(填序号)。

a.生成3 molH-H键的同时有4 molC-H键断裂

b.其他条件不变时,反应体系的压强保持不变

c.反应混合气体的质量保持不变

d.

③此温度下,该反应的化学平衡常数K=_________mo12·L-2。

 

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