Question

(07年廣東卷)（10分）二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料。工業(yè)上以軟錳礦為原料，利用硫酸亞鐵制備高純二氧化錳的流程如下：

某軟錳礦的主要成分為MnO₂，還含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分陽(yáng)離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表，回答下列問(wèn)題：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7	8.0	≥0.42	≥2.5	≥7	≥7

 

（1）硫酸亞鐵在酸性條件下將MnO₂還原為MnSO₄，酸浸時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______；

（2）濾渣A的主要成分是                         。

（3）加入MnS的目的是除去                     雜質(zhì)。

（4）堿性鋅錳電池中，MnO₂參與的電極反應(yīng)方程式為                         。

（5）從廢舊堿性鋅錳電池中可以回收利用的物質(zhì)有                  （寫(xiě)兩種）。

 

Answer 1

答案：（1）MnO₂＋2FeSO₄＋2H₂SO₄＝MnSO₄＋Fe₂(SO₄)₃＋2H₂O  

（2）Fe(OH)₃  Al(OH)₃
（3）Cu^2＋  Zn^2＋ 

（4）MnO₂＋H₂O＋e^－＝MnOOH＋OH^－（或2MnO₂＋H₂O＋2e^－＝Mn₂O₃＋2OH^－）

（5）鋅、二氧化錳

 

解析：考查學(xué)生對(duì)元素化合物的主要性質(zhì)的掌握、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程形式的能力以及學(xué)生能夠從試題提供的新信息中，準(zhǔn)確地提取實(shí)質(zhì)內(nèi)容，并與已有知識(shí)模塊整合，重組為新知識(shí)模塊的能力。由反應(yīng)流程可知：在酸性條件下二氧化錳將Fe²⁺氧化為Fe³⁺,將Cu氧化成Cu²⁺，此外溶液中的還有Zn²⁺和Al³⁺，當(dāng)調(diào)pH至5.4時(shí)，只有Al(OH)₃ 和Fe(OH)₃會(huì)完全沉淀，故濾渣A的主要成分是Fe(OH)₃和Al(OH)₃。加入MnS后因?yàn)樗嵝詶l件下CuS 、ZnS更難溶所以會(huì)轉(zhuǎn)化為CuS 、ZnS沉淀而除去Cu^2＋  Zn^2＋。