Question

【题目】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料，工业上以软锰矿、菱锰矿为原料来制备。某软锰矿主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)，Fe(5.86%)，Al(3.42%)，Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的氧化物，其处理流程图如下：

化合物	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3
KSP近似值	10－34	10－16	10－38

（1）灼烧软锰矿样品时，铜的焰色为___(填字母)。

A.黄色 B.绿色 C.紫色 D.红色

（2）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要离子反应方程式为___。

（3）“氨水、搅拌”，其中“搅拌”不仅能加快反应速率，还能___。滤渣S的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，加入氨水需调节pH至少达到___，恰好能使Fe3＋、Al3＋沉淀完全(当c≤10－5mol·L－1时，认为该离子沉淀完全)。

（4）滤渣B的成分是___。

（5）工业上采用间接氧化还原滴定法测定MnO2纯度，其操作过程如下：准确称量0.9200g该样品，与足量酸性KI溶液充分反应后，配制成100mL溶液。取其中10.00mL，恰好与25.00mL0.0800 mol·L－1 Na2S2O3溶液反应(I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－)。计算该样品纯度为___%(精确到0.1%)。

（6）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有___(写两种)。

Answer 1

【答案】B 4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O 充分氧化过量的Fe2+ 4.3 CuS、ZnS 94.6 锌、二氧化锰

【解析】

软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si、Fe、Al、Zn和Cu等元素的化合物，硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，所以酸浸后的滤液中的金属阳离子主要是Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+等，由离子开始沉淀及沉淀完全的pH可知，调节pH将Fe3+、Al3+沉淀，加入硫化锰将Cu2+、Zn2+沉淀，滤液为硫酸锰溶液，再通过系列变化得到高纯度的二氧化锰，以此解答该题。

（1）铜的焰色反应是绿色，

故选：B。

(2)FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4，Fe2+被氧化为Fe3+，故酸浸时生成硫酸锰、硫酸铁，根据元素守恒还有水生成，反应方程式为2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O，其离子反应为4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O，

故答案为：44H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O；

(3)“氨水、搅拌”,其中“搅拌”不仅能加快反应速率,还能充分氧化过量的Fe2+，滤渣A的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，Al(OH)3完全沉淀，c(OH)= =1×109.7mol/L，加入氨水需调节pH至少达到4.3，恰好能使Fe3+、Al3+沉淀完全，

故答案为：充分氧化过量的Fe2+；4.3；

(4)由题中硫化物的Ksp可知,加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+，滤渣B的成分是CuS、ZnS，

故答案为：CuS、ZnS；

(5)准确称量0.9200g该样品,与足量酸性KI溶液充分反应后，MnO2+2I+2H+=Mn2++I2+H2O,配制成100mL溶液。取其中10.00mL,恰好与25.00mL 0.0800molL1 Na2S2O3溶液反应(I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－)，

则MnO2I22S2O32，

1 2

n 0.025.00L×0.0800molL1×

解得n=0.01mol，

该样品MnO2纯度为×100%=94.6%，

故答案为：94.6；

（6）从循环中可以得出循环利用的物质有锌，二氧化锰，

故答案为：锌，二氧化锰。