Question

某工廠用軟錳礦（含MnO₂約70％及Al₂O₃）和閃鋅礦（含ZnS約80％及FeS），共同生產MnO₂和Zn（干電池原料）。
已知：①A是MnSO₄、ZnSO₄、Fe₂（SO₄）₃、Al₂（SO₄）₃的混合液。
②IV中的電解反應式為MnSO₄+ZnSO₄+2H₂O MnO₂+Zn+2H₂SO₄。

（1）A中屬于還原產物的是   。
（2）MnCO₃、Zn₂（OH）2CO₃的作用是   ；Ⅱ需要加熱的原因是   ；C的化學式是   。
（3）Ⅲ中發生的離子方程式為   ，   ；
（4）如果不考慮生產中的損耗，除礦石外，需購買的化工原料是   。

Answer 1

（1）MnSO₄    （2分）
（2）增大溶液的pH，使Fe³⁺和Al³⁺均生成沉淀（2分）；促進Fe³⁺和Al³⁺的水解（2分）； H₂SO₄（2分）
（3）Mn²⁺ + CO₃^2- = MnCO₃↓（2分） 2Zn²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O = Zn₂（OH）₂CO₃ ↓+ CO₂↑（2分）
（4）純堿和硫酸（2分）

解析試題分析：（1）比較信息①A與軟錳礦中元素化合價的變化可知，Mn元素化合價由+4價降低為+2價，所以A中還原產物為MnSO₄。
（2）由工藝流程可知，MnCO₃、Zn₂（OH）₂CO₃的作用就是調節pH，使Fe³⁺、Al³⁺沉淀完全；Fe³⁺、Al³⁺沉淀容易形成膠體，不利于氫氧化鐵、氫氧化鋁沉降，Ⅱ中加熱的目的是加速沉淀生成，防止膠體出現，并使形成膠體的氫氧化鋁和氫氧化鐵也生成沉淀；操作Ⅰ加熱、浸取需要硫酸，由②可知C為硫酸，循環利用。
（3）溶液B中含有Mn²⁺、Zn²⁺，根據流程圖，加入Na₂CO₃后，生成MnCO₃和 Zn₂（OH）₂CO₃，離子方程式為：Mn²⁺ + CO₃^2- = MnCO₃↓； 2Zn²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O = Zn₂（OH）₂CO₃ ↓+ CO₂↑
（4）由流程圖可知，需加入碳酸鈉、硫酸，所以除礦石外，需購買的化工原料是純堿和硫酸。
考點：本題考查化學流程的分析、試劑的作用、離子方程式的書寫、氧化還原反應。