Question

某工厂用软锰矿(含MnO₂约70%及Al₂O₃)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO₂和Zn(干电池原料)：

已知①A是MnSO₄、ZnSO₄、Fe₂(SO₄)₃、Al₂(SO₄)₃的混合液。

②Ⅳ中的电解反应式为MnSO₄+ZnSO₄+2H₂OMnO₂+ Zn+2H₂SO₄。

(1)A中属于还原产物的是__________。

(2)MnCO₃、Zn₂(OH)₂CO₃的作用是____________________________________；Ⅱ需要加热的原因是____________________________________；C的化学式是____________。

(3)该生产中除得到MnO₂和Zn以外，还可得到的副产品是____________。

(4)如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是____________。

(5)要从Na₂SO₄溶液中得到芒硝(Na₂SO₄·10H₂O)，需进行的操作有蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥等。

(6)从生产MnO₂和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是____________。

Answer 1

(1)MnSO₄  (2)增大溶液的pH，使Fe³⁺和Al³⁺生成沉淀  使形成胶体的氢氧化铝和氢氧化铁也生成沉淀  H₂SO₄  (3)Fe₂O₃、Al₂O₃、S  (4)纯碱、H₂SO₄  (5)降温结晶  (6)1.03(或1)

解析：本实验的目的就是制备二氧化锰与锌，因而就需要把氧化铝、铁元素、硫元素除去。比较信息①A与软锰矿中元素化合价的变化可知，A中还原产物为MnSO₄，MnCO₃、Zn₂(OH)₂CO₃的作用就是调节pH，使Fe³⁺、Al³⁺沉淀完全。Ⅱ中加热的目的是加速沉淀生成，防止胶体出现。由②可知C为硫酸。根据流程图不难得出副产物有硫、氧化铁、氧化铝，需要加入碳酸钠、硫酸。根据②可知MnO₂、Zn的物质的量之比为1∶1，故可设软锰矿、闪锌矿的质量分别为x、y，得(0.7x/87)∶(0.8y/97)=1∶1，故x∶y=1.03。