Question

【題目】閃鋅礦主要成分為ZnS，含少量FeS、CuS、CdS雜質。軟錳礦的主要成分為 MnO2；含少量A12O3和SiO2。現以閃鋅礦和軟猛礦為原料制備Zn和MnO2，其簡化流程如下（中間產物的固體部分已經略去）。

已知：I.礦石中所有金屬元素在濾液中均以離子形式存在。

Ⅱ.各種金屬離子完全沉淀的pH如下表：

	Zn2+	Mn2+	Fe2+	Fe,3+	Al3+
pH	8.0	10.1	9.0	3.2	4.7

回答下列問題：

（1）步驟①中發生多個反應，其中MnO2、FeS與硫酸共熱時有淡黃色物質析出，溶液變為棕黃色，寫出MnO2、FeS與硫酸共熱發生反應的化學方程式________________________________。

（2）步驟②加入金屬鋅是為了回收金屬，回收金屬的主要成分是_______________。

（3）步驟③與MnO2發生氧化還原反應的離子方程式_________________，物質X可以是__________(用字母表示。

A.Cu2(OH)2CO3 B.MnCO3 C. MgO D.Zn(OH)2

（4）流程中可以循環利用的物質是____________（填化學式）。

（5）MnO2與Li構成LiMnO2，該電池反應原理如圖所示，其中電解質LiClO4，溶于混合有機溶劑中，Li+通過電解質遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列問題：

①外電路中的電子移動方向是由______極流向______極（填字母）。

②寫出該鋰離子電池的正極電極反應式_____________________________。

（6）已知：25℃時，HCN的電離常數K=4.9×10-10， H2S的電離常數K1=1.3×10-7 ，K2=7.0 ×10 -15，向NaCN溶液中通入少量的H2S氣體，該反應的化學方程式為______________________。

Answer 1

【答案】 3MnO2+2FeS+6H2SO4Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O Cu、Cd MnO2+2Fe2++4H+ =2Fe3++Mn2++2H2O BD H2SO4 (答出Zn、MnO2 不扣分) a b MnO2+e-+Li+=LiMnO2 NaCN+H2S=HCN+NaHS

【解析】（1）步驟①中發生多個反應，其中MnO2、FeS與硫酸共熱時有淡黃色物質析出，該物質是單質S。溶液變為棕黃色，說明有鐵離子生成，則MnO2、FeS與硫酸共熱發生反應的化學方程式為3MnO2+2FeS+6H2SO4Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O。（2）濾液中含有銅離子和Cd2＋，步驟②加入金屬鋅將二者置換出，所以回收金屬的主要成分是Cu、Cd。（3）二氧化錳具有強氧化性，能把溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子，則步驟③與MnO2發生氧化還原反應的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+ =2Fe3++Mn2++2H2O；由于不能引入新雜質，則物質X可以是MnCO3或Zn(OH)2，答案選BD；（4）電解時有硫酸生成，則流程中可以循環利用的物質是H2SO4。（5）①Li是活潑的金屬，作負極，則外電路中的電子移動方向是由a極流向b極。②正極是二氧化錳得到電子，正極電極反應式為MnO2+e-+Li+=LiMnO2。（6）根據電離平衡常數可知酸性：H2S＞HCN＞HS－，根據較強酸制備較弱酸可知向NaCN溶液中通入少量的H2S氣體的化學方程式為NaCN+H2S=HCN+NaHS。