Question

(15分)廢舊堿性鋅錳干電池內(nèi)部的黑色物質(zhì)A主要含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2，還有少量的FeCl2和炭粉，用A制備高純MnCO3的流程圖如下。

（1）堿性鋅錳干電池的負(fù)極材料是 (填化學(xué)式)。

（2） 第I步操作得濾渣的成分是 ；第Ⅱ步操作的目的是 。

（3）步驟Ⅲ中制得MnSO4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（4）第Ⅳ步操作是對(duì)濾液a進(jìn)行深度除雜，除去Zn2+的離子方程式為 。

(已知：Ksp(MnS)=2.510-13,Ksp(ZnS)=1.610-24)

（5）已知：MnCO3難溶于水和乙醇，潮濕時(shí)易被空氣氧化，l00oC時(shí)開始分解；Mn(OH)2開始沉淀時(shí)pH為7.7。

第V步系列操作可按以下步驟進(jìn)行：

操作l：加入試劑X，控制pH<7.7； 操作2：過濾，用少量水洗滌2~3次；

操作3：檢測(cè)濾液； 操作4：用少量無水乙醇洗滌2~3次；

操作5：低溫烘干。

①試劑X是 ；

②操作3中，說明SO42-已除干凈的方法是 。

 

Answer 1

（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取最后一次洗滌液少量置于試管中，加入硝酸鋇，若無白色沉淀生成，說明SO42-已除干凈。

【解析】

試題分析：根據(jù)題給信息和工藝流程知，黑色物質(zhì)A主要含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2，還有少量的FeCl2和炭粉，MnO2和炭粉不溶于水，經(jīng)水浸、過濾、洗滌得濾渣的成分是MnO2和炭粉；MnO2和炭粉加熱至恒重，碳粉與空氣中的氧氣反應(yīng)生成碳的氧化物而除去，黑色物質(zhì)M的主要成分為MnO2，MnO2與硫酸、雙氧水反應(yīng)生成硫酸錳、氧氣和水，經(jīng)過系列操作的高純MnCO3。（1）根據(jù)教材知識(shí)知，堿性鋅錳干電池的負(fù)極材料是Zn。（2） 由上述分析知，第I步操作得濾渣的成分是MnO2和炭粉；第Ⅱ步操作的目的是除去炭粉。（3）MnO2與硫酸、雙氧水反應(yīng)生成硫酸錳、氧氣和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+H2O2+H2SO4MnSO4+2O2+H2O。（4）由Ksp(MnS)=2.510-13,Ksp(ZnS)=1.610-24知，ZnS比MnS更難溶，利用沉淀的轉(zhuǎn)化除去Zn2+的離子方程式為MnS+Zn2+ZnS+Mn2+。 （5）第V步系列操作由硫酸錳制得高純MnCO3。①試劑X是Na2CO3；②操作3為檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈，說明SO42-已除干凈的方法是取最后一次洗滌液少量置于試管中，加入硝酸鋇，若無白色沉淀生成，說明SO42-已除干凈。

考點(diǎn)：以廢舊堿性鋅錳干電池的綜合利用為載體考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，物質(zhì)的分離提純，氧化還原方程式及離子方程式的書寫。