Question

锌锰干电池的填料主要含二氧化锰，炭粉，氯化铵及少量铁粉等，采用酸化法处理废旧电池中的填料以制取工业原料碳酸锰的主要流程如下：

（1）锌锰干电池的锌皮外壳作电池的负极，电池放电时负极的电极反应式为

 

（2）锌锰干电池填料中二氧化锰与浓盐酸反应的化学方程式为

 

（3）Na₂CO₃溶液可将pH=5～6的溶液B调至pH=7～8，其原因是

 

（4）在某温度下，K_sp（MnCO₃）=6.82×10^-6，K_sp[Mn（OH）₂]=1.00×10^-13，反应MnCO₃（s）+2OH^-（aq）?Mn（OH）₂（s）+CO₃^2-（aq）的平衡常数K=

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：

分析：填料中含有二氧化锰，与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰和氯气，过滤后，滤液A中含有氯化锰、氯化亚铁，加入氨水，调节溶液pH，可生成沉淀X为Fe（OH）₃，溶液B含有氯化锰，加入碳酸钠，可生成MnCO₃，溶液C含有氯化钠等，
（1）锌皮外壳作电池的负极，被氧化生成锌离子；
（2）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰和氯气；
（3）CO₃^2-与溶液中氢离子反应，提高溶液的pH；
（4）反应MnCO₃（s）+2OH^-（aq）?Mn（OH）₂（s）+CO₃^2-（aq）的平衡常数K=

c(CO32-)

c2(OH-)

=

c(Mn2+)c(CO32-)

c(Mn2+)c2(OH-)

=

Ksp(MnCO3)

Ksp(Mn(OH)2)

．

解答： 解：填料中含有二氧化锰，与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰和氯气，过滤后，滤液A中含有氯化锰、氯化亚铁，加入氨水，调节溶液pH，可生成沉淀X为Fe（OH）₃，溶液B含有氯化锰，加入碳酸钠，可生成MnCO₃，溶液C含有氯化钠等，
（1）锌皮外壳作电池的负极，被氧化生成锌离子，电极方程式为Zn-2e^-=Zn²⁺，故答案为：Zn-2e^-=Zn²⁺；
（2）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰和氯气，反应的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）CO₃^2-与溶液中氢离子反应，发生CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗溶液中的H⁺，提高溶液的pH，故答案为：CO₃^2-与溶液中氢离子反应CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，提高溶液的pH；
（4）反应MnCO₃（s）+2OH^-（aq）?Mn（OH）₂（s）+CO₃^2-（aq）的平衡常数K=

c(CO32-)

c2(OH-)

=

c(Mn2+)c(CO32-)

c(Mn2+)c2(OH-)

=

Ksp(MnCO3)

Ksp(Mn(OH)2)

=

6.82×10-6

1.00×10-13

=6.82×10⁷，
故答案为：6.82×10⁷．

点评：本题考查物质的分离、提纯以及制备，为高考常见题型，侧重于学生对元素及其化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程式、阅读题目获取新信息能力、对工艺流程的理解等，难度中等，需要学生具备扎实的基础与综合运用知识、信息分析解决问题能力．