Question

【題目】某化工廠用軟錳礦(含MnO2及少量Al2O3)和閃鋅礦(含ZnS及少量FeS)聯(lián)合生產(chǎn)Zn、MnO2，其部分生產(chǎn)流程如下：

已知：過(guò)濾(Ⅱ)所得濾液是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計(jì)算)如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Zn(OH)2	Mn(OH)2
開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	2.7	4.0	6.4	7.7
完全沉淀時(shí)的pH	3.7	5.2	8.0	10.4

（1）加熱、浸取時(shí)所加礦石均需粉碎，其目的是 。

（2）寫(xiě)出FeS和MnO2和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式： 。

（3）試劑X的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH以生成Fe(OH)3、Al(OH)3。pH調(diào)節(jié)的范圍是 ，試劑X可以選用 (填選項(xiàng)字母)。

A．MnCO3 B．Na2CO3 C．Zn2(OH)2CO3 D．NH3·H2O

（4）電解(Ⅴ)中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。

（5）Zn和MnO2是制作電池的原料。某鋅－錳堿性電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，其電池總反應(yīng)式為：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)＝Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。該電池的正極的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

【答案】（1）加快反應(yīng)（浸取）速率

（2）2FeS＋3MnO2＋12H+＝2Fe3+＋2S↓＋3Mn2+＋6H2O

（3）5.2～6.4 AC

（4）Mn2+＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H+

（5）2MnO2＋H2O＋2e－＝Mn2O3＋2OH－

【解析】

試題分析：（1）加熱、浸取時(shí)所加礦石均需粉碎，其目的是加快反應(yīng)速率；（2）根據(jù)原子守恒、電子守恒可得配平的化學(xué)方程式：2FeS＋3MnO2＋12H+＝2Fe3+＋2S↓＋3Mn2+＋6H2O；（3）試劑X的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH以生成Fe(OH)3、Al(OH)3。要使、完全沉淀，而、不能沉淀，pH調(diào)節(jié)的范圍是5.2～6.4；試劑X不引入新雜質(zhì)，試劑X可以選用MnCO3 、Zn2(OH)2CO3；（4）電解(Ⅴ)生成鋅和二氧化錳，根據(jù)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Mn2+＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H+；（5）原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)式MnO2發(fā)生還原反應(yīng)生成Mn2O3，電池的正極的電極反應(yīng)式為2MnO2＋H2O＋2e－＝Mn2O3＋2OH－。