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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
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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:
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要化学方程式为:______.
(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)
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)
▼优质解答
答案和解析
(1)根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4,Fe2+被氧化为Fe3+,故酸浸时生成硫酸锰、硫酸铁,根据元素守恒还有水生成,反应方程式为2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O.
故答案为:2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O.
(2)酸浸后的过滤液中含有Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+,加氨水调pH至5.4,结合题中阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH可知,Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,其它离子不沉淀,故滤渣A的主要成分为
Fe(OH)3和Al(OH)3.
故答案为:Fe(OH)3和Al(OH)3.
(3)根据题中硫化物的Ksp可知,加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+.
故答案为:Cu2+、Zn2+.
(4)碱性锌锰干电池中Zn作负极,则MnO2作正极得电子,其电极反应式应为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-.
故答案为:MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-.
(5)从碱性锌锰干电池的原料可知,其废旧电池可回收利用的物质为锌和MnO2.
故答案为:锌、二氧化锰.
故答案为:2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O.
(2)酸浸后的过滤液中含有Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+,加氨水调pH至5.4,结合题中阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH可知,Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,其它离子不沉淀,故滤渣A的主要成分为
Fe(OH)3和Al(OH)3.
故答案为:Fe(OH)3和Al(OH)3.
(3)根据题中硫化物的Ksp可知,加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+.
故答案为:Cu2+、Zn2+.
(4)碱性锌锰干电池中Zn作负极,则MnO2作正极得电子,其电极反应式应为MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-.
故答案为:MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-.
(5)从碱性锌锰干电池的原料可知,其废旧电池可回收利用的物质为锌和MnO2.
故答案为:锌、二氧化锰.
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