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)

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  • 解题思路:分析流程软锰矿(含MnO2约70%及Al2O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)加入硫酸酸溶,加热酸浸过滤得到A为A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO43、Al2(SO43的酸性混合液,加热过滤回收Fe2O3,Al2O3,加入碳酸钠沉淀锰离子和锌离子,得到滤液电解得到 二氧化锰和硫酸钠;

    (1)比较信息①A与软锰矿中元素化合价的变化可知,A中还原产物为MnSO4

    (2)由工艺流程可知,A中加入MnCO3、Zn2(OH)2CO3,A中的Fe3+、Al3+,经过一系列操作转化为氧化铁、氧化铝,Fe3+、Al3+沉淀时容易形成胶体,不利于氢氧化铁、氢氧化铝沉降;

    (3)依据电解原理分析,IV中电解的阳极反应为锰离子失电子生成二氧化锰,结合电荷守恒书写;

    (4)操作Ⅰ加热、浸取需要硫酸,由②可知C为硫酸,循环利用;

    (5)根据流程图不难得出副产物有Na2SO4、Fe2O3和硫、氧化铝等;

    (6)除矿石外,需加入的物质,就是要购买的化工原料.

    (1)比较信息①A与软锰矿中元素化合价的变化可知,Mn元素化合价由+4价降低为+2价,所以A中还原产物为MnSO4

    故答案为:MnSO4

    (2)由工艺流程可知,MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用就是调节pH,使Fe3+、Al3+沉淀完全;

    故答案为:增大溶液的pH,使Fe3+和 Al3+生成沉淀;

    (3)依据电解原理分析,IV中电解的阳极反应为锰离子失电子生成二氧化锰,结合电荷守恒书写得到阳极反应式为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+

    故答案为:Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+

    (4)操作Ⅰ加热、浸取需要硫酸,由②可知C为硫酸,循环利用,电解IV分离出的产物C的化学式是H2SO4

    故答案为:H2SO4

    (5)生产中除得到MnO2和Zn以外,还可得到的副产品有Na2SO4、Fe2O3,根据流程图可知,副产物有硫、氧化铝.

    故答案为:Al2O3、S;

    (6)根据流程图可知,需要加入碳酸钠、硫酸,所以除矿石外,需购买的化工原料是碳酸钠、硫酸.

    故答案为:碳酸钠、硫酸.

    点评:

    本题考点: 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

    考点点评: 本实验的目的是制备二氧化锰与锌,因而需要把氧化铝、铁元素、硫元素除去.据此考查学生对工艺流程的理解、物质性质、氧化还原反应、分离提纯基本操作、化学计算等,难度中等,关键是掌握整个制备流程原理,要求学生要有扎实的基础知识和灵活应用知识解决问题的能力.