Question

【題目】在工業(yè)、農業(yè)等方面有廣泛的應用，工業(yè)上可由高鐵菱錳礦（主要成分為，含有等雜質）制備，部分工藝流程如下：

相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的如表（開始沉淀的按離子濃度為計算）：

金屬離子
開始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9

（1）“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式為___________；

（2）“調pH”范圍至5~6，得到濾渣2的主要成分除外還有___________；

（3）“除雜”過程中加入的目的是___________；

（4）“沉錳”過程中發(fā)生反應的化學方程式為___________；

（5）在水中的溶解度與溫度的關系如圖所示。由獲得較純凈的晶體的方法是：將溶于適量的稀硫酸，控制溫度在80℃~90℃之間蒸發(fā)結晶，__________（填操作名稱），得到晶體，洗滌、烘干。晶體通常采用減壓烘干的原因是__________；

（6）已知：。室溫下，若溶液中，欲使溶液中的，則需調節(jié)溶液pH范圍為______________________。

Answer 1

【答案】 除去 趁熱過濾 防止失去結晶水 3~9

【解析】

高鐵菱錳礦（主要成分為，含有等雜質）加硫酸酸浸溶解時除二氧化硅不溶于硫酸，其他金屬氧化物和碳酸鹽均溶于硫酸轉變成相應的硫酸鹽；氧化過程中加入二氧化錳將亞鐵離子氧化成三價鐵離子，然后加氨水調節(jié)溶液的pH值將鐵鋁離子轉變成氫氧化物沉淀除去，過濾后濾液加MnF2沉淀鎂離子，過濾后在濾液中加碳酸氫銨和氨水混合物將錳離子轉變成碳酸錳沉淀，然后過濾后將碳酸錳溶于適量的稀硫酸得到硫酸錳的溶液，在經過結晶得到晶體，據此解答。

（1）“氧化”時二氧化錳將亞鐵離子氧化成三價鐵離子，離子反應為，故答案為：。

（2）“調pH”范圍至5~6，得到濾渣2除含有過量的外，還有三價鐵離子和鋁離子水解得到的氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，故答案為：。

（3）結合以上分析“除雜”過程中溶液中僅有鎂離子一種陽離子是雜質，因此加入的目的是將鎂離子轉變成氟化鎂沉淀除去，故答案為：除去。

（4）“沉錳”過程中溶液中的硫酸錳與碳酸氫銨和氨水反應產生碳酸錳沉淀和硫酸銨，反應的方程式為：，故答案為：。

（5）由獲得較純凈的晶體的方法是：將溶于適量的稀硫酸，得到硫酸錳溶液，根據溶解度曲線可知在以上時隨溫度的升高溶解度逐漸減小，因此控制溫度在80℃~90℃之間蒸發(fā)結晶，然后要趁熱過濾以減少晶體的溶解損失，得到晶體后進行洗滌、烘干，通常采用減壓烘干這樣可以降低液體的沸點有利于水在低溫時揮發(fā)，以防溫度過高時導致晶體受熱分解失去結晶水，故答案為：趁熱過濾；防止失去結晶水。

（6）已知：。欲使溶液中的，，此時的pH值為3，同時又不使鎂離子沉淀，，則,此時pH值為9，因此pH值的范圍為：3~9，故答案為： 3~9。