软锰矿中含MnO
2约70%,SiO
2约20%,Al
2O
3约4%,其余为水分;闪锌矿中含ZnS约80%,FeS、CuS、SiO
2共约7%,其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,制取Zn、MnO
2和Na
2SO
4。其工艺流程如下:

(1)I的滤液中含有MnSO
4、ZnSO
4、CuSO
4、Fe
2(SO
4)
3、Al
2(SO
4)
3等。写出MnO
2、CuS与硫酸反应的化学方程式:
;
(2)已知Fe(OH)
3、Al(OH)
3、Zn(OH)
2三种物质开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表:
沉淀物
| Fe(OH)3
| Al(OH)3
| Zn(OH)2
|
开始沉淀pH
| 2.3
| 4.0
| 5.6
|
完全沉淀pH
| 4.1
| 5.2
| 8.0
|
则III中调节溶液的pH至5.2~5.4,此时生成沉淀M的成分为
(写化学式),III中加入MnO
2的作用是
;
(3)Na
2SO
4和Na
2SO
4·10H
2O的溶解度曲线(g/100g水)如图,则IV中得到Na
2SO
4固体的操作是:将分离出MnCO
3和ZnCO
3后的滤液升温结晶、
、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是
;

(4)V是用惰性电极电解制得Zn和MnO
2,则阳极的电极反应式为
;
(5)绿色化学思想在本工艺中得到了充分体现,在本工艺流程中可循环使用的主要物质有:MnO
2、ZnCO
3、MnCO
3、
和
(写化学式)。