（2014•临沂三模）MnO2和Zn是制造干电池的重要原料，工业上用软锰矿（主要成分MnO2）和闪锌矿（主要成分ZnS）联合生产MnO2和Zn的工艺流程如图1所示：（1）操作I用到硅酸盐材质的仪器有烧

Question

（2014•临沂三模）MnO₂和Zn是制造干电池的重要原料，工业上用软锰矿（主要成分MnO₂）和闪锌矿（主要成分ZnS）联合生产MnO₂和Zn的工艺流程如图1所示：

（1）操作I用到硅酸盐材质的仪器有烧杯、玻璃棒和______（填仪器名称）．
（2）稀硫酸浸泡时反应的离子方程式为______；该反应中若析出19.2g单质A，共转移______mo1电子．浸泡时反应速率较慢，下列措施不能提高浸泡时反应速率的是______（填代号）．
a．将矿石粉碎
b．提高浸泡温度
c．适当增大硫酸浓度
d．改变软锰矿与闪锌矿的比例
（3）由硫酸锰溶液可得到固体碳酸锰，然后在空气中煅烧碳酸锰制备MnO₂．已知：
2MnO（s）+O₂（g）═2MnO₂（s）△H₁=akJ•mol^-1
MnCO₃（s）═MnO（s）+CO₂（g）△H₂=bkJ•mol^-1
写出碳酸锰在空气中煅烧生成MnO₂的热化学方程式______．
（4）用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO₂的装置如图2所示：
①a应与直流电源的______（填“正”或“负”）极相连．．
②电解过程中氢离子的作用是______和______；若转移的电子数为6.02×10²³个，左室溶液中n（H⁺）的变化量为______．

Answer 1

工业上用软锰矿（主要成分MnO₂）和闪锌矿（主要成分ZnS）联合生产MnO₂和Zn的工艺流程：软锰矿（主要成分MnO₂）和闪锌矿（主要成分ZnS）在酸溶后MnO₂+ZnS+2H₂SO₄═MnSO₄+ZnSO₄+S↓+2H₂O，过滤，滤渣A为硫单质，滤液为：MnSO₄和ZnSO₄，通电电解在阳极生成二氧化锰，阴极生成锌．
（1）分离不溶于水的固体和液体，用过滤的方法，滤渣A为硫单质，滤液为：MnSO₄和ZnSO₄，过滤操作用到的玻璃仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒，属于硅酸盐材质，
故答案为：漏斗；
（2）稀硫酸浸泡时反应为MnO₂+ZnS+2H₂SO₄═MnSO₄+ZnSO₄+S↓+2H₂O，MnO₂、ZnS难溶于水，MnSO₄、ZnSO₄，易溶于水易电离，所以离子反应为：MnO₂+ZnS+4H⁺═Mn²⁺+Zn²⁺+S↓+2H₂O，19.2g单质A为S，反应中S元素由-2价升高为0，则每析出19.2gS沉淀共转移(19.2g)/(32g/mol)×（2-0）=1.2mol电子，
a．将矿石粉碎，增大反应物的接触面，化学反应速率提高，故不选；
b．提高浸泡温度，温度升高，反应速率增大，故不选；
c．适当增大硫酸浓度，增大了反应物的浓度，化学反应速率提高，故不选；
d．改变软锰矿与闪锌矿的比例，不能改变反应速率，故选；
故答案为：MnO₂+ZnS+4H⁺═Mn²⁺+Zn²⁺+S↓+2H₂O；1.2mol；d；
（3）2MnO（s）+O₂（g）═2MnO₂（s）△H₁=akJ•mol^-1①
MnCO₃（s）═MnO（s）+CO₂（g）△H₂=bkJ•mol^-1②将①+②×2可得：2MnCO₃（S）+O₂（g）═2MnO₂（S）+2CO₂（g）△H=（a+2b）KJ•mol^-1；
故答案为：2MnCO₃（S）+O₂（g）═2MnO₂（S）+2CO₂（g）△H=（a+2b）KJ•mol^-1；
（4）①用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO₂，阳极上锰离子失电子生成二氧化锰，电极反应式为Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂+4H⁺；，所以a是正极，
故答案为：正；
②电解过程中氢离子的作用是参与阴极反应和通过交换膜定向移动形成电流，电解酸化的MnSO₄溶液时，根据离子的放电顺序，阴极上首先放电的是H⁺，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，阳极反应式为：MnSO₄-2e^-+2H₂O═MnO₂+SO₄^2-+4H⁺，若转移的电子数为6.02×10²³个，根据氢离子和转移电子之间的关系式2H⁺～2e^-，则左室溶液中n（H⁺）=1mol，
故答案为：1mol；