Question

二氧化錳可用作干電池去極劑，合成工業的催化劑和氧化劑，玻璃工業和搪瓷工業的著色劑、消色劑、脫鐵劑等。

（1）二氧化錳在酸性介質中是一種強氧化劑，請用化學方程式證明：______________________。

（2）鋅—錳堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。電池的總反應式為Zn（s）＋2MnO2（s）＋H2O（l）=Zn（OH）2（s）＋Mn2O3（s）。

①電池工作時，MnO2發生________反應。

②電池的正極反應式為________。

（3）工業上以軟錳礦為原料，利用硫酸亞鐵制備高純二氧化錳的流程如下：

已知：軟錳礦的主要成分為MnO2，還含Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物，部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的pH見下表。

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

 

回答下列問題：

①硫酸亞鐵在酸性條件下將MnO2還原為MnSO4，酸浸時發生的主要反應的化學方程式為________________________。

②試劑X為________。

③濾渣A的主要成分為________。

④加入MnS的目的主要是除去溶液中的________。

 

Answer 1

（1）MnO2＋4HCl（濃）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（2）①還原　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＋

【解析】（1）二氧化錳在酸性介質中是一種強氧化劑，可聯想到實驗室制取氯氣。（2）MnO2在正極得電子，發生還原反應，電極反應式為2MnO2＋2e－＋H2O=Mn2O3＋2OH－。（3）①根據FeSO4在反應條件下將MnO2還原為MnSO4，Fe2＋被氧化為Fe3＋，可以寫出反應方程式：2FeSO4＋MnO2＋2H2SO4=MnSO4＋Fe2（SO4）3＋2H2O。②調節pH至5.4，是為了使Fe3＋、Al3＋沉淀，所選試劑為氨水。③濾渣A的主要成分為Fe（OH）3和Al（OH）3。④根據流程圖可知加入MnS是為了生成CuS、ZnS而除去Cu2＋、Zn2＋。