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工业上通过电解MnSO4和ZnSO4制取Zn和MnO2,原料为软锰矿和闪锌矿,软锰矿中含MnO2约a%,SiO2约20%,Al2O3约4%,其余为水分,闪锌矿中含ZnS约80%,FeS、CuS、SiO2共约7%,其余为水分.I.(1)为了测
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问题描述:

工业上通过电解MnSO4和ZnSO4制取Zn和MnO2,原料为软锰矿和闪锌矿,软锰矿中含MnO2约a%,SiO2约20%,Al2O3约4%,其余为水分,闪锌矿中含ZnS约80%,FeS、CuS、SiO2共约7%,其余为水分.

I.(1)为了测量软锰矿中MnO2含量的测定,现将14.5g软锰矿溶于足量的稀硫酸中,加入足量的碘化钾晶体,充分反应后,过滤,将滤液加水稀释至1L,取25.00ml该溶液于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.1000mol•L-1的标准Na2S2O3溶液滴定,消耗标准液50.00ml,则软锰矿中MnO2含量___.(已知:2KI+2H2SO4+MnO2=I2+2H2O+MnSO4+K2SO4; I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)

Ⅱ.研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,工艺流程如图1所示.

请回答下列问题:

(2)反应I的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等.试完成反应I中生成CuSO4和MnSO4的化学方程MnO2+CuS+___=___+___+CuSO4+MnSO4.

(3)反应Ⅱ加入适量锌的作用是___;如果锌过量,还会进一步发生反应的离子方程式为___.

(4)图2是Na2SO4和Na2SO4•10H2O的溶解度曲线(g/100g水),则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是:将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶→___→用乙醇洗涤→干燥.用乙醇洗涤而不用水洗的原因是___.

(5)用惰性电极电解MnSO4和ZnSO4制得Zn和MnO2的总反应是:___.

(6)本工艺可以循环利用的物质除MnO2、MnCO3、ZnCO3以外,还有___(写化学式).

刘新胡回答:
  (1)2KI+2H2SO4+MnO2=I2+2H2O+MnSO4+K2SO4;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,    MnO2~I2~2S2O32-,     1        2     n     0.1000mol•L-1×0.050L   n=0.0025mol   1L溶液中含MnO2物质的量=0.0025mol×100025
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