问题 填空题

(10分)二氧化锰是制造锌锰干电池的基本原料,普通锌锰干电池的电池反应式为:2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯度二氧化锰的流程如下(软锰矿中所有金属元素在酸性条件下均以阳离子形式存在):

某软锰矿的主要成分为MnO2,还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.24%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH及部分硫化物的Ksp均为25℃时)见下表,回答下列问题:

沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2
pH5.23.29.710.46.78.0
沉淀物CuSZnSMnSFeS  
Ksp8.5×10451.2×10231.4×10153.7×1014  
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要离子方程式为:

                      

(2)滤渣A的主要成分为                   

(3)加入MnS的目的是除去           杂质。

(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应式为               。

(5)从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有            (写两种)。

答案

(1)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

(2)Fe(OH)3、Al(OH)3。(3)Cu2+、Zn2+

(4)MnO2+H2O+e=MnOOH+OH。(5)锌、二氧化锰。

酸液中发生二氧化锰的氧化性氧化亚铁离子,PH<5.4滤渣A的主要成分为铁的沉淀和铝的沉淀。加入MnS的目的是除去铜离子和锌离子。KSP小生成CuS、 ZnS沉淀。碱性锌锰电池中,锰做正极被还原MnO2+H2O+e=MnOOH+OH。从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有锌和二氧化锰。

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