Question

廢舊堿性鋅錳干電池內(nèi)部的黑色物質(zhì)A主要含有MnO₂、NH₄CI、ZnCI₂，還有少量的FeCI₂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Ⅱ步操作的目的是________________________。
（3）第Ⅳ步操作是對濾液a進(jìn)行深度除雜，除去Zn²⁺的離子方程式為____________________。 (已知：Ksp(MnS)=2.5×10^-13，Ksp(ZnS)=1.6×10^-24)
（4）為選擇試劑X，在相同條件下，分別用5 g黑色物質(zhì)M進(jìn)行制備MnSO₄的實(shí)驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)如右表：

①試劑x的最佳選擇是_________。
②第Ⅲ步中用選出的最佳試劑X與M的
主要成分反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
（5）第V步系列操作可按以下流程進(jìn)行：

已知：MaCO₃難溶于水和乙醇，潮濕時易被空氣氧化，100℃開始分解；Mn(OH) ₂開
始沉淀時pH為7.7。請補(bǔ)充完成以下操作：
操作1：___________________；操作2：過濾，用少量水洗滌2～3次
操作3：檢測濾液，表明SO已除干凈； 操作4：___________________；
操作5：低溫烘干。

Answer 1

（1）Zn
（2）除去碳和氯化銨
（3）Zn²⁺+MnS= Zn²⁺+MnS+Mn²⁺
（4）①30%過氧化氫    ②MnO₂+H₂O₂+H₂SO₄= MnSO₄+2H₂O+O₂↑
（5）加入碳酸鈉，控制pH小于7.7
用少量無水乙醇洗滌2——3次

試題分析：（1）鋅是活潑金屬，電池反應(yīng)中失去電子為負(fù)極；（2）加熱灼燒碳生成二氧化碳除去，氯化銨分解除去，所以加熱的目的是除去碳和氯化銨；（3）該反應(yīng)是沉淀的轉(zhuǎn)化，沉淀向溶度積小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，根據(jù)溶度積常數(shù)MnS不溶， ZnS更難溶；（4）①相同量的M實(shí)驗(yàn)4制備得到MnSO₄的量最多，所以選用雙氧水實(shí)驗(yàn)效果做好；②二氧化錳生成硫酸錳，化合價(jià)降低為氧化劑，所以雙氧水為還原劑產(chǎn)物為氧氣，MnO₂+H₂O₂+H₂SO₄= MnSO₄+2H₂O+O₂↑;（5）反應(yīng)是制備碳酸錳，所以應(yīng)加入碳酸鈉等可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽，并調(diào)節(jié)pH小于7.7（防止生成氫氧化錳），生成碳酸錳，用水洗滌后沉淀表面有水在干燥時易被空氣氧化，沉淀不溶于乙醇，且乙醇易揮發(fā)易于干燥，所以采用乙醇沖洗除去沉淀表面的水，一般操作2——3次。