Question

【題目】二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料，工業上以軟錳礦、菱錳礦為原料來制備。某軟錳礦主要成分為MnO2，還含有Si(16.27%)，Fe(5.86%)，Al(3.42%)，Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的氧化物，其處理流程圖如下：

化合物	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3
KSP近似值	10－34	10－16	10－38

（1）灼燒軟錳礦樣品時，銅的焰色為___(填字母)。

A.黃色 B.綠色 C.紫色 D.紅色

（2）硫酸亞鐵在酸性條件下將MnO2還原為MnSO4，酸浸時發生的主要離子反應方程式為___。

（3）“氨水、攪拌”，其中“攪拌”不僅能加快反應速率，還能___。濾渣S的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，加入氨水需調節pH至少達到___，恰好能使Fe3＋、Al3＋沉淀完全(當c≤10－5mol·L－1時，認為該離子沉淀完全)。

（4）濾渣B的成分是___。

（5）工業上采用間接氧化還原滴定法測定MnO2純度，其操作過程如下：準確稱量0.9200g該樣品，與足量酸性KI溶液充分反應后，配制成100mL溶液。取其中10.00mL，恰好與25.00mL0.0800 mol·L－1 Na2S2O3溶液反應(I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－)。計算該樣品純度為___%(精確到0.1%)。

（6）從廢舊堿性鋅錳電池中可以回收利用的物質有___(寫兩種)。

Answer 1

【答案】B 4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O 充分氧化過量的Fe2+ 4.3 CuS、ZnS 94.6 鋅、二氧化錳

【解析】

軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有Si、Fe、Al、Zn和Cu等元素的化合物，硫酸亞鐵在酸性條件下將MnO2還原為MnSO4，所以酸浸后的濾液中的金屬陽離子主要是Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+等，由離子開始沉淀及沉淀完全的pH可知，調節pH將Fe3+、Al3+沉淀，加入硫化錳將Cu2+、Zn2+沉淀，濾液為硫酸錳溶液，再通過系列變化得到高純度的二氧化錳，以此解答該題。

（1）銅的焰色反應是綠色，

故選：B。

(2)FeSO4在反應條件下將MnO2還原為MnSO4，Fe2+被氧化為Fe3+，故酸浸時生成硫酸錳、硫酸鐵，根據元素守恒還有水生成，反應方程式為2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O，其離子反應為4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O，

故答案為：44H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O；

(3)“氨水、攪拌”,其中“攪拌”不僅能加快反應速率,還能充分氧化過量的Fe2+，濾渣A的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，Al(OH)3完全沉淀，c(OH)= =1×109.7mol/L，加入氨水需調節pH至少達到4.3，恰好能使Fe3+、Al3+沉淀完全，

故答案為：充分氧化過量的Fe2+；4.3；

(4)由題中硫化物的Ksp可知,加入MnS是為了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+，濾渣B的成分是CuS、ZnS，

故答案為：CuS、ZnS；

(5)準確稱量0.9200g該樣品,與足量酸性KI溶液充分反應后，MnO2+2I+2H+=Mn2++I2+H2O,配制成100mL溶液。取其中10.00mL,恰好與25.00mL 0.0800molL1 Na2S2O3溶液反應(I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－)，

則MnO2I22S2O32，

1 2

n 0.025.00L×0.0800molL1×

解得n=0.01mol，

該樣品MnO2純度為×100%=94.6%，

故答案為：94.6；

（6）從循環中可以得出循環利用的物質有鋅，二氧化錳，

故答案為：鋅，二氧化錳。