某工厂用软锰矿（含MnO2约70%及少量Al2O3）和闪锌矿（古ZnS约80%及少量FeS）共同生产MnO2和Zn（干电池原料）生产工艺如下：已知：①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3

Question

某工厂用软锰矿（含MnO ₂ 约70%及少量Al ₂ O ₃ ）和闪锌矿（古ZnS约80%及少量FeS）共同生产MnO ₂ 和Zn（干电池原料）生产工艺如下：
已知：①A是MnSO ₄ 、ZnSO ₄ 、Fe ₂ （SO ₄ ） ₃ 、Al ₂ （SO ₄ ） ₃ 的混合液．
②IV中的电解反应式为：MnSO ₄ +ZnSO ₄ +2H ₂ O═MnO ₂ +Zn+2H ₂ SO ₄
（1）A中属于还原产物的是______．
（2）Ⅱ中加入MnCO ₃ 、Zn ₂ （OH） ₂ CO ₃ 的作用是______；
Ⅱ需要加热的原因是______；C的化学式是______．
（3）该生产中除得到MnO ₂ 和Zn以外，还可得到的副产品是______．
（4）如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是______．
（5）从生产MnO ₂ 和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是______．

Answer 1

（1）比较信息①，A与软锰矿中元素化合价的变化可知，锰元素化合价从+4价降低为+2价，所以A中还原产物为MnSO ₄ ，故答案为：MnSO ₄ ；
（2）根据框图：向MnSO ₄ 、ZnSO ₄ 、Fe ₂ （SO ₄ ） ₃ 、Al ₂ （SO ₄ ） ₃ 的混合液中加入MnCO ₃ 、Zn ₂ （OH） ₂ CO ₃ 后可以获得氧化铁和氧化铝，所以加入MnCO ₃ 、Zn ₂ （OH） ₂ CO ₃ 的作用就是调节pH，使Fe ³⁺ 、Al ³⁺ 沉淀完全，在加热的环境下，金属阳离子的水解更彻底，更易形成沉淀而分离，根据IV中的电解反应式为：MnSO ₄ +ZnSO ₄ +2H ₂ O═MnO ₂ +Zn+2H ₂ SO ₄ ，可知C为硫酸，
故答案为：增大溶液的PH，使Fe ³⁺ 和Al ³⁺ 均生成沉淀；促进Fe ³⁺ 和Al ³⁺ 的水解；H ₂ SO ₄ ；
（3）该实验的目的就是制备二氧化锰与锌，因而就需要把氧化铝、铁元素、硫元素除去．根据流程图不难得出该生产中除得到MnO ₂ 和Zn以外，还可得到的副产品有硫、氧化铁、氧化铝，故答案为：Fe ₂ O ₃ 、Al ₂ O ₃ 、S、Na ₂ SO ₄ ；
（4）根据框图中转化消耗的反应物，如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是氢氧化钠和硫酸，故答案为：纯碱和硫酸；
（5）据反应MnSO ₄ +ZnSO ₄ +2H ₂ O═MnO ₂ +Zn+2H ₂ SO ₄ 可知MnO ₂ 、Zn的物质的量之比为1：1，故可设软锰矿、闪锌矿的质量分别为x、y，得 (0.7x)/(87) ：(0.8y)/(97) =1：1 ，故x：y=1.03，故答案为：1.03．