(1) MnO2+CuS+2H2SO4S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O 3 Al(OH)3 将Fe2+氧化成Fe3+ (3) 趁热过滤 防止形成Na2SO4·10H2O (4) Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+ (5) Zn H2SO4 [有机合成] 查看更多

 

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(2011?佛山二模)二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料.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.
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Pb(OH)2 Mn(OH)2 PbS CuS ZnS MnS FeS
pH 5.2 3.2 9.7 8.7 10.4 ≥0.1 ≥-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
MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO43+2H2O
MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO43+2H2O

(2)滤渣B的主要成分是
Fe(OH)3 Al(OH)3
Fe(OH)3 Al(OH)3

(3)加入MnS的目的是除去
Cu2+ Zn2+
Cu2+ Zn2+
杂质.
(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-
MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-

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某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山。矿石的主要成分为:软锰矿:MnO2含量≥65%;Al2O3含量为4%。

闪锌矿:ZnS含量≥80%;FeS、CuS、CdS含量各约占2%。

MnO2和Zn是制造干电池的原料。电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为:软锰矿加焦炭还原熔烧,用H2SO4浸出熔烧料,浸出液经净化然后电解,在阳极上析出MnO2

电解制锌的传统工艺为:闪锌矿高温氧化脱硫再还原得粗锌。

将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸,再电解ZnSO4溶液可生产纯度为99.95%的锌。

90年代生产MnO2和Zn的新工艺是通过电解获得MnO2和Zn。

试回答下列问题。

(1)已知在第①步中发生了反应:

MnO2+ZnS+2H2SO4====MnSO4+ZnSO4+S+2H2O

据此写出第①步反应中MnO2和CuS与酸反应的离子方程式:__________,软锰矿中Al2O3溶于酸的离子方程式:______________________________。

(2)产品C为____________,当第③步电解时,电路中通过1 mol电子时,阳极生成__________,其物质的量为__________。

(3)试从环境保护和能量消耗的角度,评价90年代新工艺与传统工艺相比较有哪些优点。

____________________________________________________________________。

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(2011?肇庆一模)某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山,它们的组成如下:
软锰矿:MnO2含量≥65%,SiO2含量约20%,Al2O3含量约4%,其余为水分;
闪锌矿:ZnS含量≥80%,FeS、CuS、SiO2含量约7%,其余为水分.
科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,工艺流程如下图所示.
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO43、Al2(SO43等.试完成反应Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式:MnO2+CuS+
2H2SO4
2H2SO4
=
S
S
↓+
MnSO4
MnSO4
+CuSO4+
2H2O
2H2O

(2)反应Ⅱ加入适量锌的作用是
将溶液中的硫酸铜转化为铜
将溶液中的硫酸铜转化为铜
;如果锌过量,还会进一步发生反应的离子方程式为
Zn+Fe2+=Fe+Zn2+
Zn+Fe2+=Fe+Zn2+

沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Zn(OH)2
开始沉淀pH 2.3 4.0 5.4
完全沉淀pH 4.1 5.2 8.0
(3)反应Ⅲ要调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3,中过量的H+所使用的物质是
MnCO3 、ZnCO3
MnCO3 、ZnCO3
,调节的pH范围是
5.2~5.4
5.2~5.4
(pH数据见表).
(4)本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、MnCO3
MnO2
MnO2

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(2008?佛山一模)某工厂用软锰矿(含MnO2约70%及Al2O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO2和Zn(干电池原料):
已知①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO43、Al2(SO43的混合液.②IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2O
电解
MnO2+Zn+2H2SO4
(1)A中属于还原产物的是
MnSO4
MnSO4

(2)MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是
调节溶液的pH,使Fe3+和Al3+生成沉淀
调节溶液的pH,使Fe3+和Al3+生成沉淀
;II需要加热的原因是
加速沉淀生成,防止胶体出现,并使形成胶体的氢氧化铝和氢氧化铁也生成沉淀
加速沉淀生成,防止胶体出现,并使形成胶体的氢氧化铝和氢氧化铁也生成沉淀
;C的化学式是
H2SO4
H2SO4

(3)该生产中除得到MnO2和Zn以外,还可得到的副产品是
硫、氧化铁、氧化铝
硫、氧化铁、氧化铝

(4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工原料是
碳酸钠、硫酸
碳酸钠、硫酸

(5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO4?10H2O),需进行的操作有蒸发浓缩、
冷却结晶
冷却结晶
、过滤、洗涤、干燥等.
(6)从生产MnO2和Zn的角度计算,软锰矿和闪锌矿的质量比大约是
1.03
1.03

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(2011?东城区模拟)MnO2和Zn是制造干电池的重要原料,工业上用软锰矿和闪锌矿联合生产MnO2和Zn的基本步骤为:
下列说法不正确的是(  )
(1)软锰矿、闪锌矿与硫酸共热:MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S+2H2O
(2)除去反应混合物中的不溶物
(3)电解混合液MnSO4+ZnSO4+2H2
 电解 
.
 
 MnO2+Zn+2H2SO4

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