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5．碱性锌锰电池是一种高效的一次电池，外壳为金属锌，中间是石墨极，以MnO2为正极反应物KOH溶液作为电解质溶液，现由碱性锌锰电池回收一些物质．已知Zn2+和Mn2+沉淀的ph范围如下表所示：
离子 开始沉淀 沉淀完全
 Zn2+ 5.7 6.2
 Mn2+ 8.29.7
请回答下列问题：
（1）该电池的正极反应为MnO2+e-+H+═MnOOH，总反应为Zn+2MnO2+2H+═Zn2++2MnOOH．
（2）该电池中转移0.2mol电子时，消耗MnO2的质量为17.4g．
（3）将该电池的负极材料和MnO2与足量的浓盐酸共热，其中MnO2参与反应的离子方程式为MnO2+4H+（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O；欲使Mn2+和Zn2+分离，需调整pH为6.2≤pH＜8.2，可以加入Mn（OH）2调节pH．
（4）再继续调大pH可得到Mn（OH）2，该沉淀在空气中可以迅速被氧化成MnO2，写出此反应的化学方程式2Mn（OH）2+O2=2MnO2+2H2O．
（5）根据Mn2+沉淀完全的pH可以求得Mn（OH）2的Ksp约为10-24.4．

分析 （1）该电池的正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH；负极锌被氧化生成Zn2+，以此书写电池总反应式；
（2）根据电极方程式中电子与二氧化锰的关系计算；
（3）二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水；根据 Zn2+与 Mn2+形成沉淀的pH分析，加入的物质能消耗氢离子而且不能引入新的杂质；
（4）Mn（OH）2与O2反应生成MnO2；
（5）好沉淀完全时离子浓度小于1×10-5mol•L-1，根据Ksp=c（Mn2+）×c2（OH-）计算．

解答 解：（1）该电池的正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH，电极方程式为MnO2+H++e-=MnOOH，负极锌被氧化生成Zn2+，电池总反应式为2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+，
故答案为：MnO2+e-+H+═MnOOH；Zn+2MnO2+2H+═Zn2++2MnOOH；
（2）正极的电极方程式为MnO2+H++e-=MnOOH，则转移0.2mol电子时，消耗MnO2的物质的量为0.2mol，其质量为02．mol×87g/mol=17.4g；
故答案为：17.4；
（3）二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水，其反应的离子方程式为：MnO2+4H+（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O； 欲使Mn2+和Zn2+分离，需调整pH使Zn2+完全沉淀，而Mn2+不能形成沉淀，由表中数据可知，pH为：6.2≤pH＜8.2，在调节pH时，加入的物质能消耗氢离子而且不能引入新的杂质，所以加入Mn（OH）2来调节pH；
故答案为：MnO2+4H+（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O；6.2≤pH＜8.2；Mn（OH）2；
（4）Mn（OH）2与O2反应生成MnO2，其反应的方程式为：2Mn（OH）2+O2=2MnO2+2H2O；
故答案为：2Mn（OH）2+O2=2MnO2+2H2O；
（5）好沉淀完全时离子浓度小于1×10-5mol•L-1，Mn2+沉淀完全的pH=9.7，则Ksp=c（Mn2+）×c2（OH-）=1×10-5×（10-9.7）2=10-24.4；
故答案为：10-24.4．

点评 本题考查原电池知识、物质的分离提纯以及溶度积的有关计算，侧重于原电池的工作原理以及实验基本操作和注意问题，题目难度中等，有利于培养学生良好的科学素养．

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