Question

（07年廣東化學(xué)·24）（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（16.72%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的pH見下表，回答下列問題：

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，酸浸時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                                          。

（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                  （寫出兩種）。

Answer 1

（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)生對元素化合物的主要性質(zhì)的掌握、書寫電極反應(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，準確地提取實質(zhì)內(nèi)容，并與已有知識模塊整合，重組為新知識模塊的能力。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⁺，當調(diào)pH至5.4時，只有Al(OH)₃ 和Fe(OH)₃會完全沉淀，故濾渣A的主要成分是Fe(OH)₃和Al(OH)₃。加入MnS后因為酸性條件下CuS 、ZnS更難溶所以會轉(zhuǎn)化為CuS 、ZnS沉淀而除去Cu^2＋  Zn^2＋。