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某地有軟錳礦和閃鋅礦兩座礦山。礦石的主要成分為：軟錳礦：MnO2含量≥65%;Al2O3含量為4%。

閃鋅礦：ZnS含量≥80%；FeS、CuS、CdS含量各約占2%。

MnO2和Zn是制造干電池的原料。電解法生產MnO2傳統的工藝主要流程為：軟錳礦加焦炭還原熔燒，用H2SO4浸出熔燒料，浸出液經凈化然后電解，在陽極上析出MnO2。

電解制鋅的傳統工藝為：閃鋅礦高溫氧化脫硫再還原得粗鋅。

將用熱還原法制得的粗鋅溶于硫酸，再電解ZnSO4溶液可生產純度為99.95%的鋅。

90年代生產MnO2和Zn的新工藝是通過電解獲得MnO2和Zn。

試回答下列問題。

(1)已知在第①步中發(fā)生了反應：

MnO2+ZnS+2H2SO4====MnSO4+ZnSO4+S+2H2O

據此寫出第①步反應中MnO2和CuS與酸反應的離子方程式：__________，軟錳礦中Al2O3溶于酸的離子方程式：______________________________。

(2)產品C為____________，當第③步電解時，電路中通過1 mol電子時，陽極生成__________，其物質的量為__________。

(3)試從環(huán)境保護和能量消耗的角度，評價90年代新工藝與傳統工藝相比較有哪些優(yōu)點。

____________________________________________________________________。

解析：(1)據MnO2和ZnS與酸反應的化學方程式類比，可寫出MnO2和CuS與酸反應的離子方程式。

(2)據題意，ZnSO4、MnSO4混合溶液電解時：

陰極：Zn2++2e-====Zn

陽極：Mn2++2H2O-2e-====MnO2+4H+

總反應方程式為：

ZnSO4+MnSO4+2H2OZn+MnO2+2H2SO4

所以當電路中通過1 mol電子時，陽極生成0.5 mol MnO2。

(3)可從節(jié)約電能，H2SO4循環(huán)及環(huán)境污染的角度分析。

答案：(1)MnO2+CuS+4H+====Mn2++Cu2++S+2H2O

Al2O3+6H+====2Al3++3H2O

(2)H2SO4  MnO2  0.5 mol

(3)①將Zn和MnO2分別作為陰極和陽極產物同時產生，節(jié)約電能；

②電解產生的H2SO4可循環(huán)利用，溶解礦物質，節(jié)省原料；

③不使用焦炭作還原劑，節(jié)約能源，同時也可避免產生CO、CO2等，能有效地防止環(huán)境污染

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

（2011?肇慶一模）某地有軟錳礦和閃鋅礦兩座礦山，它們的組成如下：
軟錳礦：MnO2含量≥65%，SiO2含量約20%，Al2O3含量約4%，其余為水分；
閃鋅礦：ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO2含量約7%，其余為水分．
科研人員開發(fā)了綜合利用這兩種資源的同槽酸浸工藝，工藝流程如下圖所示．
請回答下列問題：
（1）反應Ⅰ的濾液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3等．試完成反應Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化學方程式：MnO2+CuS+
2H2SO4
2H2SO4
=
S
S
↓+
MnSO4
MnSO4
+CuSO4+
2H2O
2H2O
．
（2）反應Ⅱ加入適量鋅的作用是
將溶液中的硫酸銅轉化為銅
將溶液中的硫酸銅轉化為銅
；如果鋅過量，還會進一步發(fā)生反應的離子方程式為
Zn+Fe2+=Fe+Zn2+
Zn+Fe2+=Fe+Zn2+
．
沉淀物 Fe（OH）3 Al（OH）3 Zn（OH）2
開始沉淀pH 2.3 4.0 5.4
完全沉淀pH 4.1 5.2 8.0
（3）反應Ⅲ要調節(jié)pH生成Fe（OH）3、Al（OH）3，中過量的H+所使用的物質是
MnCO3 、ZnCO3
MnCO3 、ZnCO3
，調節(jié)的pH范圍是
5.2～5.4
5.2～5.4
（pH數據見表）．
（4）本工藝可以循環(huán)利用的物質有ZnCO3、MnCO3和
MnO2
MnO2
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

（10分）MnO2和鋅是制造干電池的主要原料。某地有軟錳礦和閃鋅礦兩座礦山，它們的主要成份為：

軟錳礦：MnO2含量≥65%      Al2O3含量為4%

閃鋅礦：ZnS含量≥80%   FeS、CuS、 CdS含量各為2%

電解法生產MnO2傳統的工藝主要流程為：軟錳礦加煤還原焙燒；用硫酸浸出焙燒料；浸出液經凈化后再進行電解，MnO2在電解池的陽極析出。

電解鋅的傳統生產工藝為：閃鋅礦高溫氧化脫硫再用熱還原法還原得粗鋅：

2ZnS＋O22ZnO＋2SO2  2C＋O22CO  ZnO＋COZn(g)＋CO2

將用熱還原法制得的粗鋅溶于硫酸，再電解ZnSO4溶液可生產純度為99.95%的鋅。

現在生產MnO2和鋅的新工藝主要是通過電解獲得MnO2和鋅，副產品是硫、金屬銅和鎘。簡化流程杠圖如下：

試回答下列問題：

（1）Zn的原子序數為30，它在元素周期表中的位置是            ；軟錳礦、閃鋅礦粉未與硫酸溶液共熱時析出硫的反應為氧化－還原反應，例如：MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O，據此寫出MnO2在酸性溶液中分別FeS發(fā)生氧化－還原反應的化學方程式                                   ；軟錳礦中Al2O3溶于硫酸的離子方程式                          ；由濾渣甲回收硫黃的實驗方法是                               ；

（2）用離子方程式表示浸出液A與適量Zn粉作用得到濾液B與濾渣乙的過程      ______________________________________________________________________。

（3）濾渣丙的化學成分是               ；

（4）用鐵和鉑電極電解MnSO4和ZnSO4的混合溶液可以得到Zn和MnO2，電解時，鐵做       極，鐵極發(fā)生的電極反應為                       。

 

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科目：高中化學 來源：2010年江蘇省啟東中學高一第二學期期中考試化學（實驗班）試題 題型：填空題

（10分）MnO2和鋅是制造干電池的主要原料。某地有軟錳礦和閃鋅礦兩座礦山，它們的主要成份為：
軟錳礦：MnO2含量≥65%       Al2O3含量為4%
閃鋅礦：ZnS含量≥80%   FeS、 CuS、 CdS含量各為2%
電解法生產MnO2傳統的工藝主要流程為：軟錳礦加煤還原焙燒；用硫酸浸出焙燒料；浸出液經凈化后再進行電解，MnO2在電解池的陽極析出。
電解鋅的傳統生產工藝為：閃鋅礦高溫氧化脫硫再用熱還原法還原得粗鋅：
2ZnS＋O22ZnO＋2SO2  2C＋O22CO  ZnO＋COZn(g)＋CO2
將用熱還原法制得的粗鋅溶于硫酸，再電解ZnSO4溶液可生產純度為99.95%的鋅。
現在生產MnO2和鋅的新工藝主要是通過電解獲得MnO2和鋅，副產品是硫、金屬銅和鎘。簡化流程杠圖如下：

試回答下列問題：
（1）Zn的原子序數為30，它在元素周期表中的位置是           ；軟錳礦、閃鋅礦粉未與硫酸溶液共熱時析出硫的反應為氧化－還原反應，例如：MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O，據此寫出MnO2在酸性溶液中分別FeS發(fā)生氧化－還原反應的化學方程式                                  ；軟錳礦中Al2O3溶于硫酸的離子方程式                         ；由濾渣甲回收硫黃的實驗方法是                              ；
（2）用離子方程式表示浸出液A與適量Zn粉作用得到濾液B與濾渣乙的過程     ______________________________________________________________________。
（3）濾渣丙的化學成分是              ；
（4）用鐵和鉑電極電解MnSO4和ZnSO4的混合溶液可以得到Zn和MnO2，電解時，鐵做       極，鐵極發(fā)生的電極反應為                      。

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科目：高中化學 來源：2010年江蘇省高一第二學期期中考試化學（實驗班）試題 題型：填空題

（10分）MnO2和鋅是制造干電池的主要原料。某地有軟錳礦和閃鋅礦兩座礦山，它們的主要成份為：

軟錳礦：MnO2含量≥65%       Al2O3含量為4%

閃鋅礦：ZnS含量≥80%   FeS、 CuS、 CdS含量各為2%

電解法生產MnO2傳統的工藝主要流程為：軟錳礦加煤還原焙燒；用硫酸浸出焙燒料；浸出液經凈化后再進行電解，MnO2在電解池的陽極析出。

電解鋅的傳統生產工藝為：閃鋅礦高溫氧化脫硫再用熱還原法還原得粗鋅：

2ZnS＋O22ZnO＋2SO2  2C＋O22CO  ZnO＋COZn(g)＋CO2

將用熱還原法制得的粗鋅溶于硫酸，再電解ZnSO4溶液可生產純度為99.95%的鋅。

現在生產MnO2和鋅的新工藝主要是通過電解獲得MnO2和鋅，副產品是硫、金屬銅和鎘。簡化流程杠圖如下：

試回答下列問題：

（1）Zn的原子序數為30，它在元素周期表中的位置是            ；軟錳礦、閃鋅礦粉未與硫酸溶液共熱時析出硫的反應為氧化－還原反應，例如：MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O，據此寫出MnO2在酸性溶液中分別FeS發(fā)生氧化－還原反應的化學方程式                                   ；軟錳礦中Al2O3溶于硫酸的離子方程式                          ；由濾渣甲回收硫黃的實驗方法是                               ；

（2）用離子方程式表示浸出液A與適量Zn粉作用得到濾液B與濾渣乙的過程      ______________________________________________________________________。

（3）濾渣丙的化學成分是               ；

（4）用鐵和鉑電極電解MnSO4和ZnSO4的混合溶液可以得到Zn和MnO2，電解時，鐵做        極，鐵極發(fā)生的電極反應為                       。

 

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