Question

（14分）废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO₂、NH₄CI、ZnCI₂，还有少量的FeCI₂和炭粉，用A制备高纯MnCO₃，的流程图如下。

（1）碱性锌锰干电池的负极材料是_________(填化学式)。
（2）第Ⅱ步操作的目的是________________________。
（3）第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂，除去Zn²⁺的离子方程式为____________________。
　　 (已知：Ksp(MnS)=2.5×10-13，Ksp(ZnS)=1.6×10-24) 
（4）为选择试剂X，在相同条件下，分别用5 g黑色物质M进行制备MnSO₃的实验，得到数据如右表：

　①试剂x的最佳选择是_________。
　②第Ⅲ步中用选出的最佳试剂X与M的主要成分反应的化学方程式为_________。
（5）已知：MnCO₃难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀时pH为7.7。请补充完成以下操作：
第Ⅴ步系列操作可按一下流程进行：请补充完成操作：（第Ⅴ步系列操作中可供选用的试剂：、乙醇）

操作1：___________________；操作2：过滤，用少量水洗涤2～3次
操作3：检测滤液，表明SO42-已除干净；　操作4：___________________；
操作5：低温烘干。
（6）操作1可能发生反应的离子方程式                                

Answer 1

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

试题分析：（1） 碱性锌锰干电池中，锌比锰活泼，所以负极材料是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目的是利用沉淀的转化除去Zn²⁺，使MnS转化为更难溶的ZnS，离子方程式为Zn²⁺+MnS=ZnS+Mn²⁺
（4）①根据表中数据选择30%的过氧化氢得到的MnSO₄的质量最多，所以选择30%的过氧化氢；
②根据表可知，过氧化氢是把二氧化锰转化为硫酸锰，本身被氧化为氧气，化学方程式为H₂O₂+MnO₂+H₂SO₄=MnSO₄+2H₂O+O₂↑
（5）最终产物是碳酸锰，所以第一步应加入NaHCO₃，调节pH值使之小于7.7，防止氢氧化锰生成；MnCO₃潮湿时易被空气氧化，所以水洗完后再用用少量无水乙醇洗涤2～3次以除去碳酸锰表面的水分；
（6）操作1目的是生成碳酸锰的沉淀，所以可能发生反应的离子方程式Mn²⁺+2 HCO₃^-= MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑