Question

某化工厂用软锰矿(含MnO₂及少量Al₂O₃)和闪锌矿(含ZnS及少量FeS)联合生产Zn、MnO₂，其部分生产流程如下：

已知：过滤(Ⅱ)所得滤液是MnSO₄、ZnSO₄、Fe₂(SO₄)₃、Al₂(SO₄)₃的混合液。相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－1计算)如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Zn(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀时的pH	2.7	4.0	6.4	7.7
完全沉淀时的pH	3.7	5.2	8.0	10.4

（1）加热、浸取时所加矿石均需粉碎，其目的是              。

（2）写出FeS和MnO₂和稀硫酸反应的离子方程式：              。

（3）试剂X的作用是调节溶液的pH以生成Fe(OH)₃、Al(OH)₃。pH调节的范围是          ，试剂X可以选用      (填选项字母)。

A．MnCO₃   B．Na₂CO₃   C．Zn₂(OH)₂CO₃  D．NH₃·H₂O

（4）电解(Ⅴ)中阳极的电极反应式为            。

（5）Zn和MnO₂是制作电池的原料。某锌－锰碱性电池以KOH溶液为电解质溶液，其电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO₂(s)＋H₂O(l)＝Zn(OH)₂(s)＋Mn₂O₃(s)。该电池的正极的电极反应式为           。

Answer

（1）加快反应（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＋H2O＋2e－＝Mn2O3＋2OH－

【解析】

试题分析：（1）加热、浸取时所加矿石均需粉碎，其目的是加快反应速率；（2）根据原子守恒、电子守恒可得配平的化学方程式：2FeS＋3MnO2＋12H+＝2Fe3+＋2S↓＋3Mn2+＋6H2O；（3）试剂X的作用是调节溶液的pH以生成Fe(OH)3、Al(OH)3。要使、完全沉淀，而、不能沉淀，pH调节的范围是5.2～6.4；试剂X不引入新杂质，试剂X可以选用MnCO3 、Zn2(OH)2CO3；（4）电解(Ⅴ)生成锌和二氧化锰，根据阳极发生氧化反应，阳极的电极反应式为Mn2+＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H+；（5）原电池正极发生还原反应，根据总反应式MnO2发生还原反应生成Mn2O3，电池的正极的电极反应式为2MnO2＋H2O＋2e－＝Mn2O3＋2OH－。

考点：本题考查化学工艺流程。