Question

(13分)二氧化锰可用作干电池去极剂，合成工业的催化剂和氧化剂，玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。

(1)二氧化锰在酸性介质中是一种强氧化剂，请用化学方程式证明：______________________。

(2)锌—锰碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。电池的总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。

①电池工作时，MnO2发生________反应。

②电池的正极反应式为________。

(3)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：

已知：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。

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Cu(OH)2
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7
沉淀物	Zn(OH)2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	8.0	－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________________________。

②试剂X为________。

③滤渣A的主要成分为________。

④加入MnS的目的主要是除去溶液中的________。

Answer 1

【解析】　(1)二氧化锰在酸性介质中是一种强氧化剂，可联想到实验室制取氯气。(2)MnO2在正极得电子，发生还原反应，电极反应式为2MnO2＋2e－＋H2O===Mn2O3＋2OH－。(3)①根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4，Fe2＋被氧化为Fe3＋，可以写出反应方程式：2FeSO4＋MnO2＋2H2SO4===MnSO4＋Fe2(SO4)3＋2H2O。②调节pH至5.4，是为了使Fe3＋、Al3＋沉淀，所选试剂为氨水。③滤渣A的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。④根据流程图可知加入MnS是为了生成CuS、ZnS而除去Cu2＋、Zn2＋。

【答案】　(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

(2)①还原　②2MnO2＋2e－＋H2O===Mn2O3＋2OH－

(3)①MnO2＋2FeSO4＋2H2SO4===MnSO4＋

Fe2(SO4)3＋2H2O

②氨水　③Fe(OH)3和Al(OH)3　④Cu2＋、Zn2＋