(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:
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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:
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沉淀物 |
pH |
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Al(OH)3 |
5.2 |
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Fe(OH)3 |
3.2 |
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Fe(OH)2 |
9.7 |
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Mn(OH)2 |
10.4 |
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Cu(OH)2 |
6.7 |
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Zn(OH)2 |
8.0 |
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CuS |
≥-0.42 |
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ZnS |
≥2.5 |
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MnS |
≥7 |
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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).
(8分)某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水,探究过程如下:
实验1:如图所示连接装置,电源接通后,与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生;与电池正极相连的铜丝由粗变细.电解开始30 s内,阳极附近出现白色浑浊,然后开始出现橙黄色浑浊,此时测定溶液的pH约为10.随着沉淀量的逐渐增加,橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部,溶液始终未出现蓝色.
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实验2:将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出,分装在两支小试管中,以后的操作和现象如下:
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序号 |
操作 |
现象 |
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① |
滴入稀硝酸溶液 |
沉淀溶解,有无色气泡产生,最终得到蓝色溶液 |
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② |
滴入稀硫酸溶液 |
橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物,溶液呈现蓝色 |
阅读资料:常见铜的化合物颜色如下:
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物质 |
颜色 |
物质 |
颜色 |
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氯化铜 |
固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色 |
氢氧化亚铜(不稳定) |
橙黄色 |
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碱式氯化铜 |
绿色 |
氢氧化铜 |
蓝色 |
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氧化亚铜 |
砖红色或橙黄色 |
氯化亚铜 |
白色 |
请回答下列问题:
(1)铜的常见正化合价为________、________,最终试管底部橙黄色沉淀的化学式________________.
(2)阴极上发生的反应为________________;阳极上发生的反应为________________.
(3)写出实验2中①、②的离子方程式:
①____________________________________,②______________________________.