Question

工業(yè)上常以軟錳礦、閃鋅礦(除主要成分為MnO2、ZnS外還含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物質(zhì))為原料制取Zn和MnO2。

（1）已知將MnO2、ZnS浸在硫酸溶液中有少量黃色物質(zhì)析出，寫出并配平該化學(xué)反應(yīng)方程式： 。

（2）在酸浸的過程中還會發(fā)生以下反應(yīng)：

a. 3MnO2 +2FeS +6H2SO4＝3MnSO4 +Fe2(SO4)3+2S+ 6H2O

b. MnO2+CuS+4H2SO4＝MnSO4+CuSO4+S+2H2O

c. Al2O3+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2O

將酸浸所得的酸性溶液按以下的工業(yè)流程進(jìn)行操作處理得溶液(Ⅳ)，電解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn。

①操作①中加Zn粉后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Zn+2H+＝Zn2++H2↑、

Zn+Cu2+=Zn2++Cu、 。

②操作②中加入適量X的作用是： 。

③操作③中所加碳酸鹽的化學(xué)式是： 。

（3）為了從上述流程中產(chǎn)生的Fe(OH)3 、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下兩種方案圖。

 

方案Ⅰ

方案Ⅱ

①方案Ⅰ中，AlCl3溶液和NaAlO2溶液反應(yīng)生成Al(OH)3的離子方程式為：

。若總共得到n molAl(OH)3，則消耗的NaOH和HCl的理論量分別為： mol、 mol。

②從消耗酸堿的用量角度考慮，方案 　 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)所消耗的酸堿少些。

 

Answer 1

（1）MnO2 +ZnS +2H2SO4＝MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O(2分)

（2）①Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+(2分)�、趯�Fe2+氧化成Fe3+ (2分) ③MnCO3或ZnCO3 或MnCO3和ZnCO3(2分)

（3）① Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3 ↓(2分)； 3n/4(1分)、3n/4 (1分)②Ⅰ(1分)

【解析】

試題分析：（1）由信息將MnO2、ZnS浸在硫酸溶液中有少量黃色物質(zhì)S析出，故MnO2+ZnS+2H2SO4＝MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O。

（2）從電解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn可知反應(yīng)①中的Mn2+置換出來，故①中還有Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+；②后面得到Fe(OH)3沉淀，說明X是將Fe2+氧化成Fe3+的氧化劑；為了不引進(jìn)新雜質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液pH的最好用MnCO3或ZnCO3。

（3）方案I的最終反應(yīng)是AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O＝4Al(OH)3↓+3NaCl，可以得出①Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓；因4Al(OH)3↓~3NaCl~3NaOH~3HCl，故總共得到n molAl(OH)3，則消耗的NaOH和HCl的理論量都 3n/4mol。

考點(diǎn)：流程中的化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用。