Question

24.二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，還含有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	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7	8.0	≥–0.42	≥2.5	≥7	≥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的主要成分是                         。

（3）加入MnS的目的是除去                     雜質。

（4）堿性鋅錳電池中，MnO₂參與的電極反應方程式為                         。

（5）從廢舊堿性鋅錳電池中可以回收利用的物質有                  （寫兩種）。

Answer 1

（1）MnO₂+2FeSO₄+2H₂SO₄=MnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+2H₂O

（2）Fe（OH）₃  Al（OH）₃

（3）Cu²⁺  Zn²⁺

（4）MnO₂+H₂O+e^－=MnOOH+OH^－（或2MnO₂+H₂O+2e^－=Mn₂O₃+2OH^－）

（5）鋅、二氧化錳

解析：本題考查元素及其化合物的主要性質及電極反應方程式的書寫。軟錳礦加入H₂SO₄與過量FeSO₄發生下列反應：MnO₂+2FeSO₄+2H₂SO₄===MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+2H₂O，加入氨水調pH至5.4，只有Fe(OH)₃、Al(OH)₃以沉淀析出，加入MnS后，據沉淀與pH關系可知，Cu、Zn又變成CuS、ZnS沉淀析出。堿性鋅錳干電池中負極：Zn－2e^－+2OH^－===Zn(OH)₂，正極：2MnO₂+2e^－+2H₂O===2MnOOH+2OH^－。