用软锰矿（MnO2）、黄铁矿（FeS2）酸浸生产硫酸锰（MnSO4），并进一步制取电解二氧化锰（EMD）的工艺流程如下：Ⅰ．将软锰矿、黄铁矿和硫酸按一定比例放入反应釜中，搅拌，加热保温反

Question

用软锰矿（MnO₂）、黄铁矿（FeS₂）酸浸生产硫酸锰（MnSO₄），并进一步制取 电解二氧化锰（EMD）的工艺流程如下：
Ⅰ．将软锰矿、黄铁矿和硫酸按一定比例放入反应釜中，搅拌，加热保温反应一定时间．
Ⅱ．向反应釜中加入MnO₂、CaCO₃试剂，再加入Na₂S溶液除掉浸出液中的重金属．
Ⅲ．过滤，向滤液中加入净化剂进一步净化，再过滤，得到精制MnSO₄溶液．
IV．将精制MnSO₄溶液送入电解槽，电解制得EMD．
请回答下列问题：

（1）步骤I中搅拌、加热的目的是___．完成酸浸过程中反应的离子方程式：___FeS₂+___MnO₂+___═___Mn²⁺+___Fe²⁺+S+SO₄^2-+___
（2）步骤Ⅱ中加入MnO₂用于将浸出液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，该反应的离子方程式是___．加入CaCO₃将浸出液pH调至pH=5，从而除掉铁，请解释用CaCO₃除铁的原理：___．
（3）步骤IV中用如图所示的电解装置电解精制的MnSO₄溶液，生成EMD的是___极（填“a”或“b”），生成EMD的电极反应式是___．
（4）EMD可用作碱性锌锰电池的材料．已知碱性锌锰电池的反应式为：Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn（OH）₂．下列关于碱性锌锰电池的说法正确的是___（填字母序号）．
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．碱性锌锰电池将化学能转化为电能
C．正极反应为：2MnO₂+2H₂O+2e^-=2MnOOH+2OH^-
D．碱性锌锰电池工作时，电子由MnO₂经外电路流向Zn极．

Answer 1

（1）将软锰矿、黄铁矿和硫酸按一定比例放入反应釜中，搅拌，加热，加热温度升高，反应速率加快，搅拌可以使反应物充分接触；FeS₂反应生成Fe²⁺、S、SO₄^2-，S元素的化合价升高8价，MnO₂中Mn元素的化合价降低2价，则FeS₂与MnO₂的计量数之比为1：4，结合原子守恒得到方程式为：FeS₂+4MnO₂+8H⁺═4Mn²⁺+Fe²⁺+S+SO₄^2-+4H₂O；
故答案为：加快反应速率，充分接触；1；4；8H⁺；4；1；1；4H₂O；
（2）MnO₂把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，同时生成Mn²⁺，其反应的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Fe²⁺═Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；在溶液中存在水解平衡：Fe³⁺+3H₂O Fe（OH）₃+3H⁺，加入CaCO₃后，由于CaCO₃（s） Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，溶液中氢离子浓度减小，使得Fe³⁺的水解平衡向正反应方向移动，因此Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀而被除去；
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Fe²⁺═Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；Fe³⁺+3H₂O Fe（OH）₃+3H⁺，加入CaCO₃后，由于CaCO₃（s） Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，使得Fe³⁺的水解平衡向正反应方向移动，Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀而被除去；
（3）锰离子在阳极失电子生成二氧化锰，b极与正极相连为阳极，所以二氧化锰在b极生成；其电极反应式为：Mn²⁺+2H₂O-2e^-═MnO₂+4H⁺；
故答案为：b； Mn²⁺+2H₂O-2e^-═MnO₂+4H⁺；
（4）A．锌锰干电池不能充电，完全放电后不能再使用，属于一次电池，故A错误；
B．原电池装置是向外提供电能的装置，其能量转化为化学能转化为电能，故B正确；
C．正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO₂+e^-+H₂O═MnO（OH）+OH^-，故C正确；
D．电子从负极沿导线流向正极，而电流从正极沿着导线流向负极，则电子由Zn极经外电路流向MnO₂，故D错误．
故答案为：BC．