Question

鋅錳干電池的填料主要含二氧化錳，炭粉，氯化銨及少量鐵粉等，采用酸化法處理廢舊電池中的填料以制取工業(yè)原料碳酸錳的主要流程如下：

（1）鋅錳干電池的鋅皮外殼作電池的負(fù)極，電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

（2）鋅錳干電池填料中二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

（3）Na₂CO₃溶液可將pH=5～6的溶液B調(diào)至pH=7～8，其原因是

 

（4）在某溫度下，K_sp（MnCO₃）=6.82×10^-6，K_sp[Mn（OH）₂]=1.00×10^-13，反應(yīng)MnCO₃（s）+2OH^-（aq）?Mn（OH）₂（s）+CO₃^2-（aq）的平衡常數(shù)K=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：

分析：填料中含有二氧化錳，與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳和氯氣，過(guò)濾后，濾液A中含有氯化錳、氯化亞鐵，加入氨水，調(diào)節(jié)溶液pH，可生成沉淀X為Fe（OH）₃，溶液B含有氯化錳，加入碳酸鈉，可生成MnCO₃，溶液C含有氯化鈉等，
（1）鋅皮外殼作電池的負(fù)極，被氧化生成鋅離子；
（2）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳和氯氣；
（3）CO₃^2-與溶液中氫離子反應(yīng)，提高溶液的pH；
（4）反應(yīng)MnCO₃（s）+2OH^-（aq）?Mn（OH）₂（s）+CO₃^2-（aq）的平衡常數(shù)K=

c(CO32-)

c2(OH-)

=

c(Mn2+)c(CO32-)

c(Mn2+)c2(OH-)

=

Ksp(MnCO3)

Ksp(Mn(OH)2)

．

解答： 解：填料中含有二氧化錳，與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳和氯氣，過(guò)濾后，濾液A中含有氯化錳、氯化亞鐵，加入氨水，調(diào)節(jié)溶液pH，可生成沉淀X為Fe（OH）₃，溶液B含有氯化錳，加入碳酸鈉，可生成MnCO₃，溶液C含有氯化鈉等，
（1）鋅皮外殼作電池的負(fù)極，被氧化生成鋅離子，電極方程式為Zn-2e^-=Zn²⁺，故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；
（2）二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳和氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）CO₃^2-與溶液中氫離子反應(yīng)，發(fā)生CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗溶液中的H⁺，提高溶液的pH，故答案為：CO₃^2-與溶液中氫離子反應(yīng)CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，提高溶液的pH；
（4）反應(yīng)MnCO₃（s）+2OH^-（aq）?Mn（OH）₂（s）+CO₃^2-（aq）的平衡常數(shù)K=

c(CO32-)

c2(OH-)

=

c(Mn2+)c(CO32-)

c(Mn2+)c2(OH-)

=

Ksp(MnCO3)

Ksp(Mn(OH)2)

=

6.82×10-6

1.00×10-13

=6.82×10⁷，
故答案為：6.82×10⁷．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的分離、提純以及制備，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重于學(xué)生對(duì)元素及其化合物的主要性質(zhì)的掌握、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式、閱讀題目獲取新信息能力、對(duì)工藝流程的理解等，難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)、信息分析解決問(wèn)題能力．