Question

（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K_sp（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，酸浸时发生的主要离子方程式为：

                       。

（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）。

 

Answer 1

【答案】

（1）MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O

（2）Fe(OH)₃、Al(OH)₃ 。（3）Cu²⁺、Zn²⁺。

（4）MnO₂+H₂O+e^－=MnOOH+OH^－。（5）锌、二氧化锰。

【解析】酸液中发生二氧化锰的氧化性氧化亚铁离子，PH<5.4滤渣A的主要成分为铁的沉淀和铝的沉淀。加入MnS的目的是除去铜离子和锌离子。K_SP小生成_，CuS、 ZnS沉淀。碱性锌锰电池中，锰做正极被还原MnO₂+H₂O+e^－=MnOOH+OH^－。从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有锌和二氧化锰。