Question

（7分）二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料．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：

某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，回答下列問題：

沉淀物	pH
Al（OH）3	5．2
Fe（OH）3	3．2
Fe（OH）2	9．7
Mn（OH）2	10．4
Cu（OH）2	6．7
Zn（OH）2	8．0
CuS	≥－0．42
ZnS	≥2．5
MnS	≥7
FeS	≥7

（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）濾渣A的主要成分為________．
（3）加入MnS的目的是除去________雜質．
（4）堿性鋅錳干電池中，MnO₂參與的電極反應方程式為__________________________．
（5）從廢舊堿性鋅錳干電池中可以回收利用的物質有________（寫出兩種）．

Answer 1

（1）MnO₂＋2FeSO₄＋2H₂SO₄===MnSO₄＋Fe₂（SO₄）₃＋2H₂O
（2）Fe（OH）₃、Al（OH）₃  （3）Cu^2＋、Zn^2＋
（4）MnO₂＋H₂O＋e^－===MnOOH＋OH^－  （5）Zn、MnO₂

（1）根據FeSO₄在反應條件下將MnO₂還原為MnSO₄，Fe^2＋被氧化為Fe^3＋，可以寫其反應方程式2FeSO₄＋MnO₂＋2H₂SO₄===MnSO₄＋Fe₂（SO₄）₃＋2H₂O。
（2）根據反應后濾液（Mn^2＋、Fe^3＋、Al^3＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Fe^2＋）加氨水調pH至5．4，結合題表可知濾渣A的主要成分為Fe（OH）₃和Al（OH）₃。
（3）根據題表可知加入MnS是為了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu^2＋、Zn^2＋．
（4）堿性鋅錳干電池中Zn作負極，則MnO₂作正極得電子．其電極反應式應為 MnO₂＋H₂O＋e^－===MnOOH＋OH^－。
（5）從堿性鋅錳干電池的原料可知，其廢舊電池可回收利用的物質為鋅和MnO₂。