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+2H₂O MnO₂+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）Ⅲ中发生的离子方程式为    ，    ；

（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    。

 

Answer 1

【答案】

（1）MnSO₄    （2分）

（2）增大溶液的pH，使Fe³⁺和Al³⁺均生成沉淀（2分）；促进Fe³⁺和Al³⁺的水解（2分）； H₂SO₄（2分）

（3）Mn²⁺ + CO₃^2- = MnCO₃↓（2分） 2Zn²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O = Zn₂（OH）₂CO₃ ↓+ CO₂↑（2分）

（4）纯碱和硫酸（2分）

【解析】

试题分析：（1）比较信息①A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A中还原产物为MnSO₄。

（2）由工艺流程可知，MnCO₃、Zn₂（OH）₂CO₃的作用就是调节pH，使Fe³⁺、Al³⁺沉淀完全；Fe³⁺、Al³⁺沉淀容易形成胶体，不利于氢氧化铁、氢氧化铝沉降，Ⅱ中加热的目的是加速沉淀生成，防止胶体出现，并使形成胶体的氢氧化铝和氢氧化铁也生成沉淀；操作Ⅰ加热、浸取需要硫酸，由②可知C为硫酸，循环利用。

（3）溶液B中含有Mn²⁺、Zn²⁺，根据流程图，加入Na₂CO₃后，生成MnCO₃和 Zn₂（OH）₂CO₃ ，离子方程式为：Mn²⁺ + CO₃^2- = MnCO₃↓； 2Zn²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O = Zn₂（OH）₂CO₃ ↓+ CO₂↑

（4）由流程图可知，需加入碳酸钠、硫酸，所以除矿石外，需购买的化工原料是纯碱和硫酸。

考点：本题考查化学流程的分析、试剂的作用、离子方程式的书写、氧化还原反应。