(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)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 |
pH | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 | 6.7 | 8.0 |
沉淀物 | CuS | ZnS | MnS | FeS | ||
Ksp | 8.5×10-45 | 1.2×10-23 | 1.4×10-15 | 3.7×10-14 |
。
(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)。
(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。