Question

【題目】某化工廠用軟錳礦（含MnO2及少量Al2O3）和閃鋅礦（含ZnS及少量FeS）聯(lián)合生產(chǎn)Zn、MnO2 ， 其部分生產(chǎn)流程如下：

已知：過(guò)濾（Ⅱ）所得濾液是MnSO4、ZnSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3的混合液．相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0molL﹣1計(jì)算）如下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Zn（OH）2	Mn（OH）2
開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	2.7	4.0	6.4	7.7
完全沉淀時(shí)的pH	3.7	5.2	8.0	10.4

（1）加熱、浸取時(shí)所加礦石均需粉碎，其目的是 ．
（2）寫(xiě)出FeS和MnO2和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式： ．
（3）試劑X的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH以生成Fe（OH）3、Al（OH）3 ． pH調(diào)節(jié)的范圍是 ， 試劑X可以選用（填選項(xiàng)字母）．
A．MnCO3 B．Na2CO3 C．Zn2（OH）2CO3 D．NH3H2O
（4）電解（Ⅴ）中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 ．
（5）Zn和MnO2是制作電池的原料．某鋅﹣錳堿性電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，其電池總反應(yīng)式為：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）．該電池的正極的電極反應(yīng)式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）加快反應(yīng)（浸取）速率
（2）2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3++2S↓+3Mn2++6H2O
（3）5.2～6.4；AC
（4）Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+
（5）2MnO2（s）+H2O（l）+2e﹣=Mn2O3（s）+2OH﹣
【解析】解：（1）加熱、浸取時(shí)所加礦石均需粉碎，其目的是：加快反應(yīng)（浸�。┧俾�，故答案：加快反應(yīng)（浸�。┧俾剩唬�2）FeS和MnO2和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3++2S↓+3Mn2++6H2O，
所以答案是：2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3++2S↓+3Mn2++6H2O；（3）試劑X的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH以生成Fe（OH）3、Al（OH）3 ． 結(jié)合圖表數(shù)據(jù)分析，選擇溶液PH能使鐵離子、鋁離子全部沉淀，錳離子不沉淀，圖表中離子開(kāi)始菜單和菜單完全的溶液PH得到，pH調(diào)節(jié)的范圍是：5.2～6.4，加入試劑不能引入新的雜質(zhì)，試劑X可以選擇，
A．MnCO3 和酸反應(yīng)且不引入新的雜質(zhì)，故A正確；
B．Na2CO3 和酸反應(yīng)但會(huì)引入新的雜質(zhì)鈉離子，故B錯(cuò)誤；
C．Zn2（OH）2CO3 和酸反應(yīng)，不引入新的雜質(zhì)，故C正確；
D．NH3H2O和酸反應(yīng)，但會(huì)引入新的雜質(zhì)銨根離子，故D錯(cuò)誤；
所以答案是：5.2～6.4；AC；（4）電解ZnSO4、MnSO4溶液，根據(jù)溶液中離子的放電順序，陽(yáng)極反應(yīng)：Mn2+﹣2e﹣+2H2O═MnO2+4H+ ， Fe作陰極，陰極反應(yīng)：Zn2++2e﹣═Zn，
所以答案是：Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+；（5）根據(jù)電極反應(yīng)式Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）=Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s），可知電池工作時(shí)，負(fù)極材料是Zn，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn（OH）2 ， 電極反應(yīng)式為Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2 ， 正極材料為MnO2 ， 發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2MnO2（s）+H2O（l）+2e﹣=Mn2O3（s）+2OH﹣ ， 電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極，
所以答案是：2MnO2（s）+H2O（l）+2e﹣=Mn2O3（s）+2OH﹣ ．