题目内容
【题目】闪锌矿主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质。软锰矿的主要成分为 MnO2；含少量A12O3和SiO2。现以闪锌矿和软猛矿为原料制备Zn和MnO2，其简化流程如下（中间产物的固体部分已经略去）。
已知：I.矿石中所有金属元素在滤液中均以离子形式存在。
Ⅱ.各种金属离子完全沉淀的pH如下表：
Zn2+ | Mn2+ | Fe2+ | Fe,3+ | Al3+ | |
pH | 8.0 | 10.1 | 9.0 | 3.2 | 4.7 |
回答下列问题：
（1）步骤①中发生多个反应，其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式________________________________。
（2）步骤②加入金属锌是为了回收金属，回收金属的主要成分是_______________。
（3）步骤③与MnO2发生氧化还原反应的离子方程式_________________，物质X可以是__________(用字母表示。
A.Cu2(OH)2CO3 B.MnCO3 C. MgO D.Zn(OH)2
（4）流程中可以循环利用的物质是____________（填化学式）。
（5）MnO2与Li构成LiMnO2，该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：
①外电路中的电子移动方向是由______极流向______极（填字母）。
②写出该锂离子电池的正极电极反应式_____________________________。
（6）已知：25℃时，HCN的电离常数K=4.9×10-10， H2S的电离常数K1=1.3×10-7 ，K2=7.0 ×10 -15，向NaCN溶液中通入少量的H2S气体，该反应的化学方程式为______________________。
【答案】 3MnO2+2FeS+6H2SO4
Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O Cu、Cd MnO2+2Fe2++4H+ =2Fe3++Mn2++2H2O BD H2SO4 (答出Zn、MnO2 不扣分) a b MnO2+e-+Li+=LiMnO2 NaCN+H2S=HCN+NaHS
【解析】（1）步骤①中发生多个反应，其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，该物质是单质S。溶液变为棕黄色，说明有铁离子生成，则MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式为3MnO2+2FeS+6H2SO4
Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O。（2）滤液中含有铜离子和Cd2＋，步骤②加入金属锌将二者置换出，所以回收金属的主要成分是Cu、Cd。（3）二氧化锰具有强氧化性，能把溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，则步骤③与MnO2发生氧化还原反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+ =2Fe3++Mn2++2H2O；由于不能引入新杂质，则物质X可以是MnCO3或Zn(OH)2，答案选BD；（4）电解时有硫酸生成，则流程中可以循环利用的物质是H2SO4。（5）①Li是活泼的金属，作负极，则外电路中的电子移动方向是由a极流向b极。②正极是二氧化锰得到电子，正极电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2。（6）根据电离平衡常数可知酸性：H2S＞HCN＞HS－，根据较强酸制备较弱酸可知向NaCN溶液中通入少量的H2S气体的化学方程式为NaCN+H2S=HCN+NaHS。
