Question

（7分）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	pH
Al（OH）3	5．2
Fe（OH）3	3．2
Fe（OH）2	9．7
Mn（OH）2	10．4
Cu（OH）2	6．7
Zn（OH）2	8．0
CuS	≥－0．42
ZnS	≥2．5
MnS	≥7
FeS	≥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的主要成分为________．

（3）加入MnS的目的是除去________杂质．

（4）碱性锌锰干电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为__________________________．

（5）从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有________（写出两种）．

 

Answer 1

【答案】

（1）MnO₂＋2FeSO₄＋2H₂SO₄===MnSO₄＋Fe₂（SO₄）₃＋2H₂O

（2）Fe（OH）₃、Al（OH）₃   （3）Cu^2＋、Zn^2＋

（4）MnO₂＋H₂O＋e^－===MnOOH＋OH^－   （5）Zn、MnO₂

【解析】（1）根据FeSO₄在反应条件下将MnO₂还原为MnSO₄，Fe^2＋被氧化为Fe^3＋，可以写其反应方程式2FeSO₄＋MnO₂＋2H₂SO₄===MnSO₄＋Fe₂（SO₄）₃＋2H₂O。

（2）根据反应后滤液（Mn^2＋、Fe^3＋、Al^3＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Fe^2＋）加氨水调pH至5．4，结合题表可知滤渣A的主要成分为Fe（OH）₃和Al（OH）₃。

（3）根据题表可知加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu^2＋、Zn^2＋．

（4）碱性锌锰干电池中Zn作负极，则MnO₂作正极得电子．其电极反应式应为 MnO₂＋H₂O＋e^－===MnOOH＋OH^－。

（5）从碱性锌锰干电池的原料可知，其废旧电池可回收利用的物质为锌和MnO₂。