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    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，还含有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：

    （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离子方程式为????????????????????? 。

    （2）调节pH时不用氢氧化钠原因是：?????????? ，理论上，调节pH的最小值为????????? ，滤渣B的主要成分是????????????? 。

    （3）加入MnS的目的是除去???????????????? 杂质。

    （4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为???????????????? 。回收废旧碱性锰电池中的锰，可向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止，其主要反应为：2MnO（OH）+MnO2 +2H2C2O4 +3H2SO4=3MnSO4 +4CO2 ↑+6H2O，该方法的优点是???????????????????? 。

     

    【答案】

    （1）MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O

    （2）使Al(OH)3溶解、使Mn2＋沉淀????? 5.2 Fe(OH)3 、 Al(OH)3

    （3）Cu2＋? Zn2＋

    （4）MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－(或2MnO2＋H2O＋2e－=Mn2O3＋2OH－)??? 工艺流程简单；生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程无有毒有害物质生成，不造成二次污染；废物资源化等。

    【解析】??

    试题分析：（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。（2）调节pH时不用氢氧化钠是因为若使用NaOH溶液，溶液因过量而使Al(OH)3溶解、使Mn2＋沉淀 。（3）加入MnS的目的是除去杂质离子Cu2＋ 和 Zn2＋ 。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－；回收废旧碱性锰电池中的锰，可向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止，其主要反应为：2MnO（OH）+MnO2 +2H2C2O4 +3H2SO4=3MnSO4 +4CO2 ↑+6H2O，其优点是工艺流程简单，反应生成的CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程没有毒有害物质生成，不造成二次污染；废物资源化等。

    考点：考查利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的反应原理及碱性锌锰电池中反应MnO2参与的反应、废旧电池的Mn的回收、利用的方法及优点等知识。

     

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    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：
    2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O
    2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O
    ．
    （2）滤渣A的主要成分为
    Fe（OH）3和Al（OH）3
    Fe（OH）3和Al（OH）3
    ．
    （3）加入MnS的目的是除去
    Cu2+、Zn2+
    Cu2+、Zn2+
    杂质．
    （4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应式为
    MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
    MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
    ．
    （5）从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有
    锌、二氧化锰
    锌、二氧化锰
    （写两种）

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2011?佛山二模）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，还含有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．
    沉淀物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Pb（OH）2 Mn（OH）2 PbS CuS ZnS MnS FeS
    pH 5.2 3.2 9.7 8.7 10.4 ≥0.1 ≥-0.42 ≥2.5 ≥7 ≥7
    回答下列问题：
    （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
    MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O
    MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O
    ．
    （2）滤渣B的主要成分是
    Fe（OH）3 Al（OH）3
    Fe（OH）3 Al（OH）3
    ．
    （3）加入MnS的目的是除去
    Cu2+ Zn2+
    Cu2+ Zn2+
    杂质．
    （4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为
    MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
    MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    工业上以软锰矿为原料，利用烧结烟气中的SO2制备MnSO4?H2O的流程如下：
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    某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物．酸浸过程发生反应：MemOn+H+→Me（2n/m）++H2O，Me表示Fe、Al、Zn、Cu等．25℃时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：
    沉淀物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Mn（OH）2 Cu（OH）2 Zn（OH）2 CuS ZnS MnS FeS
    pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7 8.0 ≥-0.42 ≥2.5 ≥7 ≥7
    回答下列问题：
    （1）酸浸时SO2将MnO2还原为MnSO4，其离子方程式为
     
    ．酸浸时SO2的吸收率与pH和温度的关系如下图，为提高SO2的吸收率，酸浸适宜的条件是
     
    ．
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    （2）滤渣B的主要成分是
     
    ．
    （3）加入MnS的目的是
     
    ．
    （4）操作IV的步骤为
     
    、
     
    、过滤、洗涤、干燥．
    （5）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，在不断搅拌情况下，电解酸化的MnSO4溶液，阳极的电极反应式为：
     
    ．
    （6）已知金属离子浓度小于1.0×10-5mol/L时认为已经完全沉淀，根据表格数据，计算25℃时Zn（OH）2溶度积Ksp为
     
    （不需计算过程）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    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，还含有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．
     沉淀物  Al（OH）3 Fe（OH）3   
    Fe（OH）2    		 Mn（OH）2 CuS   ZnS  MnS  FeS
     pH  5.2  3.2  9.7  10.4 ≥-0.42 ≥2.5 ≥7 ≥7
    回答下列问题：
    （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离子方程式为
     
    ．
    （2）调节pH时不用氢氧化钠原因是：
     
    ，理论上，调节pH的最小值为
     
    ，滤渣B的主要成分是
     
    ．
    （3）加入MnS的目的是除去
     
    杂质．
    （4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为
     
    ．回收废旧碱性锰电池中的锰，可向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止，其主要反应为：2MnO（OH）+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O，该方法的优点是
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （07年广东化学·24）（10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，还含有Si（16.72%）、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

    Al(OH)3

    Fe(OH)3

    Fe(OH)2

    Mn(OH)2

    Cu(OH)2

    Zn(OH)2

    CuS

    ZnS

    MnS

    FeS

    pH

    5.2

    3.2

    9.7

    10.4

    6.7

    8.0

    ≥–0.42

    ≥2.5

    ≥7

    ≥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的主要成分是                         。

    （3）加入MnS的目的是除去                     杂质。

    （4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为                         。

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

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