25、(10分)二氧化锰是制造锌锰干电池的基本原料,普通锌锰干电池的电池反应式为:
2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯度二氧化锰的流程如下(软锰矿中所有金属元素在酸性条件下均以阳离子形式存在):
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.24%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH及部分硫化物的Ksp(均为25℃时)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 |
|
pH |
5.2 |
3.2 |
9.7 |
10.4 |
6.7 |
8.0 |
|
沉淀物 |
CuS |
ZnS |
MnS |
FeS |
|
|
|
Ksp |
8.5×10-45 |
1.2×10-23 |
1.4×10-15 |
3.7×10-14 |
|
|
(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)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应式为 。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有 (写两种)
24、(12分)铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请在右边方框内画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应 负极反应
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol/L,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤
|
|
氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物沉淀完全时的pH |
|
Fe3+ Fe2+ Cu2+ |
1.9 7.0 4.7 |
3.2 9.0 6.7 |
|
提供的药品:Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu |
(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢腐蚀。
有关反应的化学方程式
劣质不锈钢腐蚀的实验现象