Question

下图是某科技小组，以废旧锌锰干电池为原料，回收及制备多种用途的碳酸锰和相关物质的主要流程：

（1）灼烧黑色粉末变成黑褐色是因为有少量MnO₂发生了反应生成了少量的MnO，其可能的反应方程式为：             。

（2）还原过程是先加入稀硫酸再加入草酸，写出反应化学方程式：                 ；在该过程中甲同学发现加入硫酸，部分固体溶解只剩余黑色固体，接着他没有加入草酸而是加入一定量的双氧水，发现固体也完全溶解了；乙同学在加硫酸后也没有加草酸，他又加入了一定量氨水，无明显变化，测得这时溶液的pH值为9，他接着又加入双氧水，发现黑色固体不减反增，写出导致固体增加的离子方程式：                     ；比较甲、乙两位同学的实验，针对MnO₂和H₂O₂氧化性的强弱，你得出的结论是：                            。

（3）操作1和操作2相同，其名称是               。

（4）硫酸锰转化为碳酸锰的操作是，在60℃下调节pH值后加入碳酸氢铵溶液，直到不再有气泡产生后再加热反应1小时，写出反应的离子方程式：                        。

（5）已知锌锰干电池的总反应为Zn+2NH₄Cl+2MnO₂＝Zn(NH₃)₂Cl₂ +2MnOOH ，写出电池的正极反应式              ；电解MnSO₄溶液回收锰的阳极的电极反应式：                 。

Answer

（1）2MnO2+C2MnO+CO2↑或MnO2+CMnO+CO↑(2分)

（2）MnO2+H2C2O4+H2SO4=MnSO4+2CO2↑+2H2O(2分)

Mn2++H2O2+2NH3·H2O= MnO2↓+2H2O+2NH4+（(2分)

酸性条件下氧化性MnO2 ＞H2O2，碱性条件下氧化性MnO2＜H2O2(2分)

（3）过滤（1分）（4）Mn2++2HCO3 -=MnCO3↓+CO2↑+H2O（2分）

（5）MnO2+ NH4+ +eˉ = MnO(OH)+NH3(2分)、

2H2O - 4eˉ = O2↑+4H+（或4OH--4eˉ=O2↑+2H2O）(2分)

【解析】

试题分析：（1）黑色粉末中含有C单质及MnO2，在灼烧黑色粉末变成黑褐色是因为有少量MnO2与C发生了反应生成了少量的MnO及C的氧化物，其可能的反应方程式为：2MnO2+C2MnO+CO2↑或MnO2+CMnO+CO↑；（2）MnO2具有氧化性，草酸具有还原性，在酸性条件下发生氧化还原反应，产生MnSO4、CO2和水，根据电子守恒、原子守恒可得反应的方程式是：MnO2+H2C2O4+ H2SO4= MnSO4+ 2CO2↑+2H2O；在碱性条件下，H2O2具有氧化性，可以将Mn2+氧化产生MnO2，使固体的质量增加，则导致固体增加的离子方程式是Mn2++H2O2+2NH3·H2O= MnO2↓+2H2O+2NH4+；比较甲、乙两位同学的实验，针对MnO2和H2O2氧化性的强弱，你得出的结论是：酸性条件下氧化性MnO2＞H2O2，碱性条件下氧化性MnO2＜H2O2。（3）操作1和操作2都是分离难溶性的固体与可溶性的液体混合物的方法，该方法是过滤；（4）硫酸锰转化为碳酸锰的操作是，在60℃下调节pH值后加入碳酸氢铵溶液，直到不再有气泡产生后再加热反应1小时，该反应的离子方程式是Mn2++2HCO3 -=MnCO3↓+ CO2↑ +H2O；（5）已知锌锰干电池的总反应为Zn+2NH4Cl+2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2 +2MnOOH ，根据总反应方程式可知，该电池工作时，MnO2在正极上获得电子，发生还原反应，正极的电极反应式是MnO2+ NH4+ +eˉ = MnO(OH)+NH3；电解MnSO4溶液回收锰时，在阳极上OH-在阳极失去电子，发生氧化反应产生氧气，阳极的电极反应式是：4OH- - 4eˉ = O2↑+ 2H2O，也可写为2H2O - 4eˉ = O2↑+4H+。

考点：考查氧化还原反应的方程式、离子方程式和电极反应式的书写的知识。