Question

【題目】用軟錳礦(MnO2)、黃鐵礦(FeS2)酸浸生產(chǎn)硫酸錳（MnSO4）,并進(jìn)一步電解制取電解二氧化錳(EMD)的工藝流程如下:
I. 將軟錳礦、黃鐵礦和硫酸按一定比例放入反應(yīng)釜中，攪拌，加熱保溫反應(yīng)一定時間。
II. 向反應(yīng)釜中加入MnO2、CaCO3試劑，再加入Na2S溶液除掉浸出液中的重金屬。
III. 過濾，向濾液中加入凈化劑進(jìn)一步凈化，再過濾，得到精制MnSO4溶液。
IV. 將精制MnSO4溶液送入電解槽，電解制得EMD。
請回答下列問題:
（1）步驟I中攪拌、加熱的目的是。完成酸浸過程中反應(yīng)的離子方程式:
FeS2 + MnO2 + = Mn2+ + Fe2+ + S + SO42-+
（2）加入CaCO3將浸出液pH調(diào)至pH=5，從而除掉鐵，請解釋用CaCO3除鐵的原理:。（結(jié)合離子方程式解釋）
（3）步驟IV中用如圖所示的電解裝置電解精制的MnSO4溶液，生成EMD的是極(填“a”或“b”)，生成EMD的電極反應(yīng)式是。

（4）EMD可用作堿性鋅錳電池的材料。已知堿性鋅錳電池的反應(yīng)式為:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。
下列關(guān)于堿性鋅錳電池的說法正確的是_______(填字母序號)。
A.堿性鋅錳電池是二次電池
B.堿性鋅錳電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
C.正極反應(yīng)為:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
D.堿性鋅錳電池工作時，電子由MnO2經(jīng)外電路流向Zn極

Answer 1

【答案】
（1）加快反應(yīng)速率，充分接觸；1；4；8H+；4；1；4H2O
（2）Fe3++3H2O Fe（OH）3+3H+
（3）b；Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+
（4）B,C
【解析】（1）將軟錳礦、黃鐵礦和硫酸按一定比例放入反應(yīng)釜中，攪拌，加熱，加熱溫度升高，反應(yīng)速率加快，攪拌可以使反應(yīng)物充分接觸；FeS2反應(yīng)生成Fe2+、S、SO42- ， S元素的化合價升高8價，MnO2中Mn元素的化合價降低2價，則FeS2與MnO2的計量數(shù)之比為1：4，結(jié)合原子守恒得到方程式為：FeS2+4MnO2+8H+═4Mn2++Fe2++S+SO42-+4H2O；所以答案是：加快反應(yīng)速率，充分接觸；1；4；8H+；4；1；1；4H2O；
（2）在溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2O Fe（OH）3+3H+ ， 加入CaCO3后，由于CaCO3（s） Ca2+（aq）+CO32-（aq），CO32-+2H+═CO2↑+H2O，溶液中氫離子濃度減小，使得Fe3+的水解平衡向正反應(yīng)方向移動，因此Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀而被除去；所以答案是： Fe3++3H2O Fe（OH）3+3H+ ， 加入CaCO3后，由于CaCO3（s） Ca2+（aq）+CO32-（aq），CO32-+2H+═CO2↑+H2O，使得Fe3+的水解平衡向正反應(yīng)方向移動，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀而被除去；
（3）錳離子在陽極失電子生成二氧化錳，b極與正極相連為陽極，所以二氧化錳在b極生成；其電極反應(yīng)式為：Mn2++2H2O-2e-═MnO2+4H+；所以答案是：b； Mn2++2H2O-2e-═MnO2+4H+；
（4）A．鋅錳干電池不能充電，完全放電后不能再使用，屬于一次電池，故A錯誤；B．原電池裝置是向外提供電能的裝置，其能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確；C．正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MnO2+e-+H2O═MnO（OH）+OH- ， 故C正確；D．電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，而電流從正極沿著導(dǎo)線流向負(fù)極，則電子由Zn極經(jīng)外電路流向MnO2 ， 故D錯誤．所以答案是：BC。