Question

二氧化锰可用作干电池去极剂，合成工业的催化剂和氧化剂，玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。

（1）二氧化锰在酸性介质中是一种强氧化剂，请用化学方程式证明：______________________。

（2）锌—锰碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。电池的总反应式为Zn（s）＋2MnO₂（s）＋H₂O（l）=Zn（OH）₂（s）＋Mn₂O₃（s）。

①电池工作时，MnO₂发生________反应。

②电池的正极反应式为________。

（3）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：

已知：软锰矿的主要成分为MnO₂，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。

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

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化学方程式为________________________。

②试剂X为________。

③滤渣A的主要成分为________。

④加入MnS的目的主要是除去溶液中的________。

Answer

（1）MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（2）①还原 ②2MnO2＋2e－＋H2O=Mn2O3＋2OH－

（3）①MnO2＋2FeSO4＋2H2SO4=MnSO4＋

Fe2（SO4）3＋2H2O

②氨水 ③Fe（OH）3和Al（OH）3 ④Cu2＋、Zn2＋

【解析】（1）二氧化锰在酸性介质中是一种强氧化剂，可联想到实验室制取氯气。（2）MnO2在正极得电子，发生还原反应，电极反应式为2MnO2＋2e－＋H2O=Mn2O3＋2OH－。（3）①根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4，Fe2＋被氧化为Fe3＋，可以写出反应方程式：2FeSO4＋MnO2＋2H2SO4=MnSO4＋Fe2（SO4）3＋2H2O。②调节pH至5.4，是为了使Fe3＋、Al3＋沉淀，所选试剂为氨水。③滤渣A的主要成分为Fe（OH）3和Al（OH）3。④根据流程图可知加入MnS是为了生成CuS、ZnS而除去Cu2＋、Zn2＋。