Question

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，还含有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：

（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的离子方程式为                      。

（2）调节pH时不用氢氧化钠原因是：           ，理论上，调节pH的最小值为          ，滤渣B的主要成分是              。

（3）加入MnS的目的是除去                 杂质。

（4）碱性锌锰电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为                 。回收废旧碱性锰电池中的锰，可向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止，其主要反应为：2MnO（OH）+MnO₂ +2H₂C₂O₄ +3H₂SO₄=3MnSO₄ +4CO₂ ↑+6H₂O，该方法的优点是                     。

Answer

（1）MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O

（2）使Al(OH)3溶解、使Mn2＋沉淀 5.2 Fe(OH)3 、 Al(OH)3

（3）Cu2＋ Zn2＋

（4）MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－(或2MnO2＋H2O＋2e－=Mn2O3＋2OH－) 工艺流程简单；生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程无有毒有害物质生成，不造成二次污染；废物资源化等。

【解析】

试题分析：（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。（2）调节pH时不用氢氧化钠是因为若使用NaOH溶液，溶液因过量而使Al(OH)3溶解、使Mn2＋沉淀 。（3）加入MnS的目的是除去杂质离子Cu2＋ 和 Zn2＋ 。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为MnO2＋H2O＋e－=MnOOH＋OH－；回收废旧碱性锰电池中的锰，可向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止，其主要反应为：2MnO（OH）+MnO2 +2H2C2O4 +3H2SO4=3MnSO4 +4CO2 ↑+6H2O，其优点是工艺流程简单，反应生成的CO2和H2O不影响MnSO4纯度；反应过程没有毒有害物质生成，不造成二次污染；废物资源化等。

考点：考查利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的反应原理及碱性锌锰电池中反应MnO2参与的反应、废旧电池的Mn的回收、利用的方法及优点等知识。