二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2还含Si(16.27%)、Fe(

Question

二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO ₂ 还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH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
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7

沉淀物	Zn(OH)2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	8.0	≥-0.42	≥2.5	≥7	≥7

（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO ₂ 还原为MnSO ₄ ，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为                  。

（2）滤渣A的主要成分为                                             。

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

（4）碱性锌锰干电池中，MnO ₂ 参与的电极反应方程式为                              。

（5）从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有                    （写出两种）。

Answer 1

（1）MnO ₂ +2FeSO ₄ +2H ₂ SO ₄       MnSO ₄ +Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ +2H ₂ O

（2）Fe(OH) ₃ 、Al(OH) ₃

（3）Cu ²⁺ 、Zn ²⁺

（4）MnO ₂ +H ₂ O+e ^-       MnOOH+OH ^- (或2MnO ₂ +H ₂ O+2e ^-      Mn ₂ O ₃ +2OH ^- )

（5）锌、二氧化锰

解析:

（1）根据FeSO ₄ 在反应条件下将MnO ₂ 还原为MnSO ₄ ，Fe ²⁺ 被氧化为Fe ³⁺ ，可以写其反应方程式2FeSO ₄ +MnO ₂ +2H ₂ SO ₄       MnSO ₄ +Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ +2H ₂ O。

（2）根据反应后滤液（Mn ²⁺ 、Fe ³⁺ 、Al ³⁺ 、Cu ²⁺ 、Zn ²⁺ 、Fe ²⁺ )加氨水调pH至5.4，结合题表可知滤渣A的主要成分为Fe(OH) ₃ 和Al(OH) ₃ 。

（3）根据题表可知加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu ²⁺ 、Zn ²⁺ 。

（4）碱性锌锰干电池中Zn作负极，则MnO ₂ 作正极得电子。其电极反应式应为MnO ₂ +H ₂ O+e ^-     MnOOH+OH ^- 或2MnO ₂ +H ₂ O+2e ^-      Mn ₂ O ₃ +2OH ^- 。

（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MnO ₂ 。