Question

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(shí)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
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7

沉淀物	Zn(OH)?2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	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(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為                 。

（2）濾渣A的主要成分為                                           。

（3）加入MnS的目的是除去                             雜質(zhì)。

（4）堿性鋅錳干電池中，MnO₂參與的電極反應(yīng)方程式為                             。

（5）從廢舊堿性鋅錳干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）Cu²⁺、Zn²⁺

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

（5）鋅、二氧化錳

解析:

（1）根據(jù)FeSO₄在反應(yīng)條件下將MnO₂還原為MnSO₄，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺，可以寫其反應(yīng)方程式2FeSO₄+MnO₂+2H₂SO₄      MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+2H₂O。

（2）根據(jù)反應(yīng)后濾液（Mn²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺)加氨水調(diào)pH至5.4，結(jié)合題表可知濾渣A的主要成分為Fe(OH)₃和Al(OH)₃。

（3）根據(jù)題表可知加入MnS是為了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu²⁺、Zn²⁺。

（4）堿性鋅錳干電池中Zn作負(fù)極，則MnO₂作正極得電子。其電極反應(yīng)式應(yīng)為MnO₂+H₂O+e^-    MnOOH+OH^-或2MnO₂+H₂O+2e^-     Mn₂O₃+2OH^-。

（5）從堿性鋅錳干電池的原料可知，其廢舊電池可回收利用的物質(zhì)為鋅和MnO₂。