题目内容
锌锰废电池可回收锌、锰元素生产出口饲料级硫酸锌及碳酸锰，工艺流程分为预处理、硫酸锌生产线、碳酸锰生产线三大部分，其中生产工业级碳酸锰工艺如下：
已知向c（Zn2+）=1mol/L的溶液中加入NaOH溶液，Zn（OH）2沉淀生成与溶解的pH如下：
试回答下列问题：
（1）碱式锌锰电池工作时负极反应式为： ．
（2）硫酸锌水溶液显酸性，用离子方程式说明 ．
（3）写出Zn（OH）2的电离方程式 ．
（4）假设Zn2+沉淀完全时溶液中剩余Zn2+浓度为1×10-5mol/L，则此条件下Ksp[Zn（OH）2]= （写计算结果）．
（5）生产过程中的Mn2+离子可以用铋酸钠（NaBiO3，不溶于水）定性检出，其原理是在酸性介质中，Mn2+被氧化成MnO4-，NaBiO3被还原成Bi3+．
①若溶液中存在Mn2+，加入铋酸钠后可观察到的现象是： ．
②反应的离子方程式为： ．
（6）50～55℃时向MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3生成CO2和MnCO3（难溶于水），反应的化学方程式为： ．
已知向c（Zn2+）=1mol/L的溶液中加入NaOH溶液，Zn（OH）2沉淀生成与溶解的pH如下：
试回答下列问题：
（1）碱式锌锰电池工作时负极反应式为：
（2）硫酸锌水溶液显酸性，用离子方程式说明
（3）写出Zn（OH）2的电离方程式
（4）假设Zn2+沉淀完全时溶液中剩余Zn2+浓度为1×10-5mol/L，则此条件下Ksp[Zn（OH）2]=
（5）生产过程中的Mn2+离子可以用铋酸钠（NaBiO3，不溶于水）定性检出，其原理是在酸性介质中，Mn2+被氧化成MnO4-，NaBiO3被还原成Bi3+．
①若溶液中存在Mn2+，加入铋酸钠后可观察到的现象是：
②反应的离子方程式为：
（6）50～55℃时向MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3生成CO2和MnCO3（难溶于水），反应的化学方程式为：
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）碱性锌锰干电池中锌活泼作负极，失电子发生氧化反应；
（2）依据锌离子水解显酸性分析；
（3）从氢氧化锌的生成和溶解图示可知，氢氧化锌的性质和氢氧化铝相似，类比氢氧化铝写出电离方程式；
（4）根据Ksp=c（Zn2+）?c2（OH-）来计算；
（5）根据：其原理是在酸性介质中，Mn2+被氧化成MnO4-，NaBiO3被还原成Bi3+，有高锰酸根离子生成，高锰酸根离子为紫红色，据此写出反应的离子方程式；
（6）根据题给信息和原子守恒写出方程式．
（2）依据锌离子水解显酸性分析；
（3）从氢氧化锌的生成和溶解图示可知，氢氧化锌的性质和氢氧化铝相似，类比氢氧化铝写出电离方程式；
（4）根据Ksp=c（Zn2+）?c2（OH-）来计算；
（5）根据：其原理是在酸性介质中，Mn2+被氧化成MnO4-，NaBiO3被还原成Bi3+，有高锰酸根离子生成，高锰酸根离子为紫红色，据此写出反应的离子方程式；
（6）根据题给信息和原子守恒写出方程式．
解答：
解：（1）碱性锌锰干电池中锌活泼作负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；
故答案为：Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；
（2）锌离子水解生成氢氧化锌和氢离子，溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Zn2++2H2O?Zn（OH）2+2H+；
故答案为：Zn2++2H2O?Zn（OH）2+2H+；
（3）从氢氧化锌的生成和溶解图示可知，氢氧化锌即可发生酸式电离又可发生碱式电离，氢氧化锌的性质和氢氧化铝相似，类比氢氧化铝写出电离方程式为：
Zn2++2OH-?Zn（OH）2?ZnO22-+2H+，故答案为：Zn2++2OH-?Zn（OH）2?ZnO22-+2H+；
（4）完全沉淀时Zn2+浓度为1×10-5mol/L，完全沉淀的pH为8，即c（H+）=10-8，c（OH-）=
=10-6
Ksp[Zn（OH）2]=c（Zn2+）?c2（OH-）=1×10-5×（10-6）2=1×10-17，
故答案为：1×10-17；
（5）反应中有高锰酸根离子生成，高锰酸根离子呈紫红色，故看到溶液呈紫红色，NaBiO3具有强氧化性（比KMnO4氧化性强），将Mn2+氧化为高锰酸根离子，该反应的离子方程式为：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O，
故答案为：溶液变为紫红色；2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O；
（6）50～55℃时向MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3生成CO2和MnCO3（难溶于水），反应的方程式可表示为：MnSO4+2NH4HCO3→MnCO3↓+CO2↑；
依据原子守恒可知还应生成硫酸铵和水，配平得到：MnSO4+2NH4HCO3=（NH4）2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2↑；
故答案为：MnSO4+2NH4HCO3=（NH4）2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O．
故答案为：Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；
（2）锌离子水解生成氢氧化锌和氢离子，溶液呈酸性，反应的离子方程式为：Zn2++2H2O?Zn（OH）2+2H+；
故答案为：Zn2++2H2O?Zn（OH）2+2H+；
（3）从氢氧化锌的生成和溶解图示可知，氢氧化锌即可发生酸式电离又可发生碱式电离，氢氧化锌的性质和氢氧化铝相似，类比氢氧化铝写出电离方程式为：
Zn2++2OH-?Zn（OH）2?ZnO22-+2H+，故答案为：Zn2++2OH-?Zn（OH）2?ZnO22-+2H+；
（4）完全沉淀时Zn2+浓度为1×10-5mol/L，完全沉淀的pH为8，即c（H+）=10-8，c（OH-）=
| 1×10-14 |
| 10-8 |
Ksp[Zn（OH）2]=c（Zn2+）?c2（OH-）=1×10-5×（10-6）2=1×10-17，
故答案为：1×10-17；
（5）反应中有高锰酸根离子生成，高锰酸根离子呈紫红色，故看到溶液呈紫红色，NaBiO3具有强氧化性（比KMnO4氧化性强），将Mn2+氧化为高锰酸根离子，该反应的离子方程式为：2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O，
故答案为：溶液变为紫红色；2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O；
（6）50～55℃时向MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3生成CO2和MnCO3（难溶于水），反应的方程式可表示为：MnSO4+2NH4HCO3→MnCO3↓+CO2↑；
依据原子守恒可知还应生成硫酸铵和水，配平得到：MnSO4+2NH4HCO3=（NH4）2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2↑；
故答案为：MnSO4+2NH4HCO3=（NH4）2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O．
点评：本题考查了物质制备方案的设计流程分析判断，离子性质和检验的应用，方程式的书写是难点，电离方程式的书写要结合题给信息进行解答．
练习册系列答案
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下列化学式与指定物质的主要成分对应正确的是（ ）
| A、CH4--天然气 |
| B、CO2--水煤气 |
| C、CaCO3--石膏粉 |
| D、NaHCO3--苏打粉 |
下列物质属于纯净物的是（ ）
| A、福尔马林 | B、聚氯乙烯 |
| C、纤维素 | D、硬脂酸甘油酯 |
在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：则25℃时，反应X+3Y?2Z的平衡常数为（ ）
| 物质 | X | Y | Z |
| 初始浓度/mol?L-1 | 0.1 | 0.2 | 0 |
| 平衡浓度/mol?L-1 | 0.05 | 0.05 | 0.1 |
| A、500 |
| B、600 |
| C、1 200 |
| D、1 600 |
分类是化学学习和研究的常用手段，下列分类依据和结论都正确的是（ ）
| A、H2O、HCOOH、Cu2（OH）2CO3均含有氧元素，都是氧化物 |
| B、HCOOH、H2CO3、H2SO4分子中均含有两个氢原子，都是二元酸 |
| C、HF、CH3CH2OH、NaOH都易溶于水，都是电解质 |
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下列有关说法正确的是 （ ）
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