Question

某化工厂以软锰矿、闪锌矿（除主要成分为MnO₂、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al₂O₃等物质）为原料制取Zn和MnO₂．
（1）在一定条件下，将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用，配平如下的化学方程式：MnO₂+FeS+H₂SO₄=MnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+S+H₂O
（2）将所得含有Mn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Zn²⁺的酸性溶液按如图甲的工业流程进行操作处理得溶液（IV），电解溶液（IV）即得MnO₂和Zn．

a、操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为______．
b、操作②中加入适量X的作用是什么______；X的首选物的化学式是：______．
c、操作③中所加碳酸盐的化学式是______．
（3）为了从上述流程中产生的Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀混合物中回收Al（OH）₃，工厂设计了如图乙的有关流程图．
a、AlCl₃溶液和NaAlO₂溶液反应生成AI（OH）₃的离子方程式为______．若总共得到n molAl（OH）₃，则消耗的NaOH和HCl的理论量（mol）分别为______、______．
b、若使用如图丙流程回收处理，请比较两个流程消耗酸碱的用量？______．

Answer

（1）配平化学方程式时，前后原子的种类和个数不变；
（2）a．锌可以Cu2+和Fe3+反应；  
b．MnO2可将Fe2+氧化成Fe3+；
c．溶液中不能引入新的杂质离子；
（3）a．AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成AI（OH）3； 由方程式可知生成4molAI（OH）3需要1molAl3+和3molAlO2-；  
b．如按丙流程，则得到同样n molAl（OH）3，消耗的NaOH、HCl的理论量分别为n mol，大于前流程的消耗量，相对而言，前流程更符合节约的原则；
【解析】
（1）此反应的化学方程式为：3MnO2+2FeS+6H2SO4=3MnSO4+1Fe2（SO4）3+2S+6H2O，故答案为：3；2；6；3；1；2；6；
（2）a．锌可以Cu2+和Fe3+反应，方程式为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu； Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+，故答案为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu； Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+；  
b．X是MnO2，MnO2可将Fe2+氧化成Fe3+，故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+； 是MnO2；
c．溶液中不能引入新的杂质离子，溶液中含有锰离子和锌离子，可加入MnCO3或ZnCO3 或MnCO3和ZnCO3，可调节pH值，又不引入新的杂质，
故答案为：MnCO3或ZnCO3 或MnCO3和ZnCO3；
（3）a．AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成AI（OH）3的离子方程式为Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3；由方程式可知生成4molAI（OH）3需要1molAl3+和3molAlO2-，即由铝单质生成1molAl3+需要3mol盐酸和由氢氧化铝与氢氧化钠反应生成3molAlO2-需要3mol氢氧化钠，即消耗的NaOH和HCl的理论量（mol）都为，
故答案为：Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3； 、；  
b．如丙流程，则得到同样n molAl（OH）3，根据NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O，生成nmolmolAl（OH）3消耗的HCl的理论量分别为4n mol，大于前流程的消耗量，故答案为：如按丙流程，则得到同样n molAl（OH）3，消耗的NaOH、HCl的理论量分别为n mol，大于前流程的消耗量，相对而言，前流程更符合节约的原则．