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    【题目】我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对废旧碱性锌锰干电池的资源进行回收：

    已知：

    ①Ksp(MnS)=2.5×10－13，Ksp(ZnS)=1.6×10－24

    ②Mn(OH)2开始沉淀时pH为8.3，完全沉淀的pH为9.8

    ③ 0.1 mol/L NaHCO3溶液的pH约为8；0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH约为11。

    (1)碱性锌锰干电池是以锌粉为负极，二氧化锰为正极，氢氧化钾溶液为电解质。电池总反应为：2MnO2+Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2，请写出电池的正极反应式________________________________；

    (2)为了提高碳包的浸出效率，可以采取的措施有______________________________；(写一条即可)

    (3)向滤液1中加入MnS的目的是__________________________________________；

    (4)已知MnSO4的溶解度曲线如图所示，从滤液2中析出MnSO4·H2O晶体的操作是蒸发结晶、____________________、洗涤、低温干燥；

    (5)为了选择试剂X，在相同条件下，分别用3 g碳包进行制备MnSO4的实验，得到数据如下表，请写出最佳试剂X与碳包中的主要成分发生反应的化学方程式________________。

    实验编号

    试剂X

    MnSO4/g

    1

    锌粉

    2.4

    2

    铁粉

    2.7

    3

    FeS粉末

    3.0

    4

    30%过氧化氢

    3.7

    (6)工业上经常采用向滤液2中加入NaHCO3溶液来制备MnCO3，不选择Na2CO3溶液的原因是_______________________________________；

    (7)该科研小组利用EDTA(乙二胺四乙酸二钠，阴离子简写为Y2－)进行络合滴定，测定Mn元素在电池中的质量百分数。

    实验过程如下：

    ①将一节废旧碱性锌锰干电池拆解后，去除金属、碳棒以及外包装后；

    ②准确称取固体粉末1.200 g；

    ③经过水浸…等步骤得到滤液1(<100 mL)；

    ④将滤液1稀释至100.00 mL；

    ⑤取20.00 mL溶液用0.0500 molL－1EDTA标准溶液滴定；在一定条件下，只发生反应：Mn2++Y2－=MnY。

    ⑥重复滴定3次，平均消耗标准溶液22.00 mL。

    则Mn元素的质量百分数为________。(保留3位有效数字)

    【答案】MnO2+H2O +e－= MnOOH+OH－ 适当的升温(或搅拌) 将溶液中的Zn2+转化为ZnS沉淀而除去 趁热过滤 H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑ Na2CO3溶液的碱性强，容易产生Mn(OH)2的沉淀 25.2%

    【解析】

    锌锰干电池水浸拆分处理得当金属为锌,电解质浸泡过滤分离得到锌粉和锌酸钾,碳包加入硫酸和过氧化氢,分离得到石墨和滤液1,加入MnS分离锌离子生成硫化锌,过滤得到滤液2为硫酸锰,硫化锌转化为锌酸钾；由MnSO4的溶解度曲线可以知道, MnSO4·H2O在温度超过40后溶解度随温度的升高而降低,则将滤液2溶液蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、并低温干燥得到MnSO4·H2O晶体;

    （1）由电池的总反应知，放电时二氧化锰作正极，得电子，在碱性条件下生成氢氧化氧锰，正极的反应方程式为MnO2+H2O +e－= MnOOH+OH－。答案：MnO2+H2O +e－= MnOOH+OH－。

    （2）为了提高碳包的浸出效率，可将碳包粉碎，增大接触面积，或适当的升温(或搅拌) 加快浸出的速率。答案：适当的升温(或搅拌)或可将碳包粉碎。

    （3）根据题目的信息，硫化锌的溶解度远小于硫化锰，加硫化锰的目的是使溶液中的锌离子转化为硫化锌沉淀，且不引入其他的杂质阳离子。答案：将溶液中的Zn2+转化为ZnS沉淀而除去。

    （4）MnSO4·H2O晶体随着温度的升高，溶解度逐渐减小，故从滤液2中析出MnSO4·H2O晶体的操作是蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、低温干燥。答案：趁热过滤。

    （5）由表知，试剂X为30%过氧化氢时，目标产物的质量最大，碳包的成分二氧化锰和硫酸、过氧化氢的反应方程式为H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑ 。答案：H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑。

    （6）已知：Mn(OH)2开始沉淀时pH为8.3,完全沉淀的pH为9.8，碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠，加碳酸钠，会使锰离子转化为氢氧化锰沉淀，减少产品的产量。答案：Na2CO3溶液的碱性强，容易产生Mn(OH)2的沉淀。

    （7）消耗EDTA标准溶液物质的量=0.0500mol/L0.0220L=0.0011mol,Mn2++Y2-= MnY ,则样品中Mn2+的物质的量为0.0011mol =0.11mol元素守恒得到Mn元素的百分含=100=25.2%因此答案是: 25.2%。

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    容器

    起始浓度

    平衡浓度

    c(H2)/mol·L-1

    c(I2)/mol·L-1

    c(HI)/mol·L-1

    甲

    0.01

    0.01

    0.004

    乙

    0.01

    0.02

    a

    丙

    0.02

    0.01

    b

    丁

    0.02

    0.02

    ——

    下列判断正确的是

    A. HI的平衡浓度：a=b>0.004

    B. 平衡时，H2的转化率：丁>甲

    C. 平衡时，乙中H2的转化率等于20%

    D. 丙中条件下，该反应的平衡常数K=4

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    A. 起始时，c(H2A)＝0.1 mol·L－1

    B. b点时：c(Na＋)> c(A2－)>c(HA－) > c(H＋)>c(OH－)

    C. b→c段，反应的离子方程式为HA－＋OH－===A2－＋H2O

    D. c→d段，溶液中A2－的水解程度逐渐减弱

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