Question

24.二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7	8.0	≥–0.42	≥2.5	≥7	≥7

（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为                                                          。

（2）滤渣A的主要成分是                         。

（3）加入MnS的目的是除去                     杂质。

（4）碱性锌锰电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为                         。

（5）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

（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）锌、二氧化锰

解析：本题考查元素及其化合物的主要性质及电极反应方程式的书写。软锰矿加入H₂SO₄与过量FeSO₄发生下列反应：MnO₂+2FeSO₄+2H₂SO₄===MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+2H₂O，加入氨水调pH至5.4，只有Fe(OH)₃、Al(OH)₃以沉淀析出，加入MnS后，据沉淀与pH关系可知，Cu、Zn又变成CuS、ZnS沉淀析出。碱性锌锰干电池中负极：Zn－2e^－+2OH^－===Zn(OH)₂，正极：2MnO₂+2e^－+2H₂O===2MnOOH+2OH^－。