(15分)废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2

题目内容：

(15分)废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂，还有少量的FeCl₂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I步操作得滤渣的成分是；第Ⅱ步操作的目的是。

（3）步骤Ⅲ中制得MnSO₄，该反应的化学方程式为。

（4）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)

（5）已知：MnCO₃难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，l00^oC时开始分解；Mn(OH)₂开始沉淀时pH为7.7。

第V步系列操作可按以下步骤进行：

操作l：加入试剂X，控制pH<7.7；操作2：过滤，用少量水洗涤2~3次；

操作3：检测滤液；操作4：用少量无水乙醇洗涤2~3次；

操作5：低温烘干。

①试剂X是；

②操作3中，说明SO₄^2-已除干净的方法是。

最佳答案：

（1）Zn。

（2）MnO₂和炭粉；除去炭粉。

（3）MnO₂ H₂O₂ H₂SO₄

MnSO ₄ 2O ₂ H ₂O；

（4）MnS Zn²

ZnS Mn ² 。

（5）①Na₂CO₃；

②取最后一次洗涤液少量置于试管中，加入硝酸钡，若无白色沉淀生成，说明SO₄^2-已除干净。

答案解析：

根据题给信息和工艺流程知，黑色物质A主要含有MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂，还有少量的FeCl₂和炭粉，MnO₂和炭粉不溶于水，经水浸、过滤、洗涤得滤渣的成分是MnO₂和炭粉；MnO₂和炭粉加热至恒重，碳粉与空气中的氧气反应生成碳的氧化物而除去，黑色物质M的主要成分为MnO₂，MnO₂与硫酸、双氧水反应生成硫酸锰、氧气和水，经过系列操作的高纯MnCO₃。

（1）根据教材知识知，碱性锌锰干电池的负极材料是Zn。

（2） 由上述分析知，第I步操作得滤渣的成分是MnO₂和炭粉；第Ⅱ步操作的目的是除去炭粉。

（3）MnO₂与硫酸、双氧水反应生成硫酸锰、氧气和水，该反应的化学方程式为MnO₂ H₂O₂ H₂SO₄

MnSO ₄ 2O ₂ H ₂O。

（4）由Ksp(MnS)=2.5

10 ^-13,Ksp(ZnS)=1.6 10 ^-24知，ZnS比MnS更难溶，利用沉淀的转化除去Zn ² 的离子方程式为MnS Zn ² ZnS Mn ² 。

（5）第V步系列操作由硫酸锰制得高纯MnCO₃。

①试剂X是Na₂CO₃；

②操作3为检验沉淀是否洗涤干净，说明SO₄^2-已除干净的方法是取最后一次洗涤液少量置于试管中，加入硝酸钡，若无白色沉淀生成，说明SO₄^2-已除干净。

考点核心：

离子方程式：用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。