题目内容
【题目】某工厂用软锰矿(主要为MnO2，含杂质Al2O3和闪锌矿(主要为ZnS，含杂质FeS) 共同生产干电池的原料Zn和MnO2，同时获得一些副产品，工艺流程如下：
已知：硫酸浸取液的主要成分为ZnSO4、MnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3
（1）“浸取”时发生的反应中，还原产物为_______________ (填化学式)。
（2）①“净化除杂”时，加入的物质X可能为______________(填选项字母)。
A.MnCO3 B. Zn2(OH)2CO3 C.NaOH D. KOH
②相关离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示，加入X后，溶液pH应调整到________。
离子 | 开始沉淀pH | 完全沉淀pH |
Fe3+ | 2.3 | 3.2 |
A13+ | 4.2 | 5.4 |
Zn2+ | 7.2 | 8.0 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
（3）只用一种试剂，即可从 “灼烧”所得的Fe2O3和Al2O3混合物中分离得到Fe2O3。该反应
的离子方程式为____________________________________。
（4）“电解”时，发生反应的化学方程式为____________________________________。
（5）从Na2SO4溶液中得到芒硝晶体（Na2SO4 10H2O），需要进行的实验操作有______、_____、过滤、洗涤、干燥等.
（6）Zn和MnO2的传统生产工艺主要经历矿石焙烧、硫酸浸出、电解等过程，与传统工艺相比，该工艺流程的优点为________________________________。
（7）用生产的Zn和MnO2制成干电池，在碱性条件下工作时有MnOOH生成，则该电池正极的电极反应式为________________________________。
【答案】 MnSO4 A、B 5.4≤pH<7.2 Al2O3＋2OH－=2AlO＋H2O MnSO4＋ZnSO4＋2H2O
MnO2＋Zn＋2H2SO4 蒸发浓缩 冷却结晶 无SO2等污染性气体产生；废液可循环利用，原料利用率高（其他合理答案也可给分） MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－
【解析】（1）比较“浸取”时闪锌矿与软锰矿中元素化合价的变化可知，Mn元素化合价由+4价降低为+2价，所以“浸取”时还原产物为MnSO4；（2）①“净化除杂”时，加入的物质X的作用就是调节pH，使Fe3+、Al3+沉淀完全，但不能引入新的杂质，MnCO3、Zn2(OH)2CO3能消耗氢离子使pH增大，促进Fe3+、Al3+的水解，而过量MnCO3、Zn2(OH)2CO3也不溶于水，并为后面的产品，答案选AB；②根据表中信息，加入X后，目的是使Fe3+、Al3+转化为沉淀，但Zn2+、Mn2+不能开始沉淀，故溶液pH应调整到5.4≤pH<7.2；（3）Al2O3能与强碱反应，而Fe2O3不能，只用一种试剂，即可从 “灼烧”所得的Fe2O3和Al2O3混合物中分离得到Fe2O3。该反应的离子方程式为：Al2O3＋2OH－=2AlO2-＋H2O；（4）根据图中信息可知，电解后产物除锌和二氧化锰外，还有能与碳酸钠反应生成硫酸钠的废液，该废液应该是硫酸，而反应物为硫酸锰、硫酸锌溶液，则“电解”时，发生反应的化学方程式为：MnSO4＋ZnSO4＋2H2O
MnO2＋Zn＋2H2SO4；（5）从Na2SO4溶液中得到芒硝晶体（Na2SO4 10H2O），需要进行的实验操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等；（6）从传统的工艺流程上看，2ZnS+O2
2ZnO+2SO2、2C+O2 2CO、ZnO+CO Zn（g）+CO2反应都需要在高温下进行，因此都需要消耗大量的能量；同时有SO2生成会污染环境；而现在新工艺过程中，消耗的能量较小，而且不产生有毒的二氧化硫气体，有利于环保，故答案为无SO2等污染性气体产生；废液可循环利用，原料利用率高；（7）用生产的Zn和MnO2制成干电池，在碱性条件下工作时有MnOOH生成，则该电池正极MnO2得电子生成MnOOH，电极反应式为MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－。
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综合自测系列答案
【题目】有关短周期元素A、B、C、D、E、F的信息如下：
元素 | 有关信息 |
A | 最高价氧化物对应的水化物（甲）能与其气态氢化物（乙）反应生成盐 |
B | 最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
C | M层上有3个电子 |
D | 短周期原子半径最大的主族元素 |
E | 其单质是淡黄色固体 |
F | 最高正价与最低负价代数和为6 |
请回答下列问题：
（1）写出实验室制取乙的化学方程式________________________。
（2）下列说法正确的是____________(填序号)。
① 实验室可用右图所示装置制取B的最高价氧化物
② 用C单质做成的槽车，都可用来运输甲的浓溶液
③ C和铜与稀硫酸组成的原电池，C电极被还原
④ D单质在氧气中燃烧后的产物可用在防毒面具中作供氧剂
⑤ 鼓励乘坐公交车出行，倡导低碳生活，是控制和治理BO2解决“温室效应”的有效途径之一
⑥ DF的电子式为
（3）将E的常见氧化物（该氧化物能使品红溶液褪色）通入由CuSO4和NaCl混合的浓溶液中，溶液颜色变浅，析出白色沉淀，取该沉淀进行元素质量分数分析，可知其中含Cl：35.7%，Cu：64.3%，则该氧化物在上述反应中的作用是_______。
A．漂白剂 B．氧化剂 C．还原剂
（4）请用化学方法加以验证（3）中的氧化物，简要写出实验方法、试剂及预期可观察到的现象_______。
