Question

（14分）廢舊堿性鋅錳干電池內部的黑色物質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極材料是_________(填化學式)。
（2）第Ⅱ步操作的目的是________________________。
（3）第Ⅳ步操作是對濾液a進行深度除雜，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M進行制備MnSO₃的實驗，得到數據如右表：

�、僭噭﹛的最佳選擇是_________。
�、诘冖蟛街杏眠x出的最佳試劑X與M的主要成分反應的化學方程式為_________。
（5）已知：MnCO₃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。請補充完成以下操作：
第Ⅴ步系列操作可按一下流程進行：請補充完成操作：（第Ⅴ步系列操作中可供選用的試劑：、乙醇）

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SO42-已除干凈；　操作4：___________________；
操作5：低溫烘干。
（6）操作1可能發生反應的離子方程式                                

Answer 1

（14分，每空2分）
（1）Zn
（2）除去碳粉
（3）Zn²⁺+MnS=ZnS+Mn²⁺
（4）①30%的過氧化氫    ②H₂O₂+MnO₂+H₂SO₄=MnSO₄+2H₂O+O₂↑
（5）加入NaHCO₃，控制pH<7.7；   用少量無水乙醇洗滌2～3次
（6）Mn²⁺+2 HCO₃^-= MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑

試題分析：（1） 堿性鋅錳干電池中，鋅比錳活潑，所以負極材料是Zn；
（2）第I步操作水浸后，溶于水的NH₄CI、ZnCI₂可除去，而碳粉不溶于水，所以第Ⅱ步操作的目的是除去碳粉；
（3）第Ⅳ步操作中加入MnS目的是利用沉淀的轉化除去Zn²⁺，使MnS轉化為更難溶的ZnS，離子方程式為Zn²⁺+MnS=ZnS+Mn²⁺
（4）①根據表中數據選擇30%的過氧化氫得到的MnSO₄的質量最多，所以選擇30%的過氧化氫；
②根據表可知，過氧化氫是把二氧化錳轉化為硫酸錳，本身被氧化為氧氣，化學方程式為H₂O₂+MnO₂+H₂SO₄=MnSO₄+2H₂O+O₂↑
（5）最終產物是碳酸錳，所以第一步應加入NaHCO₃，調節pH值使之小于7.7，防止氫氧化錳生成；MnCO₃潮濕時易被空氣氧化，所以水洗完后再用用少量無水乙醇洗滌2～3次以除去碳酸錳表面的水分；
（6）操作1目的是生成碳酸錳的沉淀，所以可能發生反應的離子方程式Mn²⁺+2 HCO₃^-= MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑