【化学---选修2：化学与技术】
MnO2和锌是制造干电池的主要原料。
电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为：软锰矿加煤还原焙烧；用硫酸浸出焙烧料；浸出液（主要含Mn2+）经净化后再进行电解。
90年代后期发明了生产MnO2和锌的新工艺，主要是采用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2杂质）和闪锌矿（主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质）为主要原料，经过除杂后，得到含Zn2+、Mn2+离子的溶液，再通过电解同时获得MnO2和锌。简化流程框图如下（中间产物的固体部分已经略去）：
软锰矿、闪锌矿
已知各种金属离子完全沉淀的pH如下表：
回答下列问题：
19.步骤①中，软锰矿、闪锌矿粉与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化还原反应，例如：MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O，请写出MnO2在酸性溶液中分别和CuS和FeS发生反应的化学方程式：__________________________、_____________________________。
20.步骤②加入金属锌是为了回收金属，回收金属的主要成份为___________（用化学符号表示）
21.步骤③物质C由多种物质组成，其中含有两种固体，其中一种为MnO2，其作用是___
____________________，另外一种固体物质可为___________。
22.步骤④中电解过程中MnO2在______极析出，该电极上发生的反应方程式为________________。产品D的化学式为_________________，该物质对整个生产的意义是___________________________。
考察知识点
- 原子核外电子排布
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正确答案
MnO2＋CuS＋2H2SO4＝MnSO4＋CuSO4＋S↓＋2H2O
MnO2＋2FeS＋6H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3MnSO4＋2S＋6H2O
解析
MnO2＋CuS＋2H2SO4＝MnSO4＋CuSO4＋S↓＋2H2O
MnO2＋2FeS＋6H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3MnSO4＋2S＋6H2O
考查方向
解题思路
根据题目相关信息判断反应发生情况。
易错点
金属回收的原理
正确答案
Cu、Cd
解析
根据金属活动性顺序表，排在前面的金属能将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，Zn排在Cu、Cd 之前，故将其从盐溶液中置换出来。
考查方向
解题思路
根据题目相关信息判断反应发生情况。
易错点
金属回收的原理
正确答案
将Fe2+氧化为Fe3+
Zn(OH)2（Mn(OH)2、ZnCO3、MnCO3等合理答案也可）
解析
步骤③是想用碱将铁离子和铝离子沉淀，同是不能引进杂质，而请氧化亚铁不稳定，要先加一个氧化剂将其氧化成三价，再进行沉淀。
考查方向
解题思路
根据题目相关信息判断反应发生情况。
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金属回收的原理
正确答案
阳
Mn2＋－2e－＋2H2O＝MnO2＋4H＋
H2SO4
用于溶解软锰矿和闪锌矿，循环使用。
解析
在电解过程中，阳极失去电子，阴极得到电子。（和物理上讲的在电源内部，电子从负极流向正极一样）。
考查方向
解题思路
根据题目相关信息判断反应发生情况。
易错点
金属回收的原理