(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)生的主要反應的化學方程式為________;

(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                  (寫兩種)。

 

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

(2)Fe(OH)3  Al(OH)3
(3)Cu2  Zn2 

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

(5)鋅、二氧化錳

 

解析:考查學生對元素化合物的主要性質(zhì)的掌握、書寫電極反應方程形式的能力以及學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更難溶所以會轉化為CuS 、ZnS沉淀而除去Cu2  Zn2。

 

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