Question

【題目】用生產(chǎn)鈦白的副產(chǎn)品FeSO4與軟錳礦（主要成分是MnO2）可制備高純MnO2

（1）步驟①中研磨的目的是______________________。

（2）步驟②中主要發(fā)生的反應(yīng)是FeSO4與MnO2轉(zhuǎn)化為MnSO4與__________。

（3）步驟②中Mn2+浸出率受初始H2SO4濃度與溫度的影響如下圖所示。

軟錳礦粉酸浸的適宜條件是________________。

（4）步驟②中，若硫酸初始濃度小于1.8mol/L，反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，有紅褐色固體析出，其原因是____________。

（5）已知MnSO4粗液中還含有Al3+、Fe3+和Ni2+離子，溶液中離子生成氫氧化物的pH如下表：

	Al(OH)3	Fe(OH)3	Ni(OH)2	Mn(OH)2
開始沉淀時(shí)pH	3.4	1.5	6.9	8.2
完全沉淀時(shí)pH	4.7	2.8	8.9	10.2

注：金屬離子的起始濃度為0.1mol·L-1

步驟③進(jìn)行的操作是：調(diào)節(jié)pH=5.4，過濾，濾渣中含_____________________。

（6）已知：幾種難溶物的溶解平衡常數(shù)K

化學(xué)式	MnCO3	NiCO3	MnS	NiS
K	2.24×10-11	1.42×10-7	4.65×10-14	1.07×10-21

步驟③還需加入的除雜試劑是_______固體（填序號）。

A.Na2CO3 B.MnCO3 C.Na2S D.MnS

（7）步驟⑤中焙燒MnCO3制MnO2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________。

Answer 1

【答案】增大反應(yīng)面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率 Fe2(SO4)3 硫酸濃度2.1mol/L，T=70℃ 隨著反應(yīng)進(jìn)行，pH變大，Fe3+水解生成Fe(OH)3 Al(OH)3、Fe(OH)3 D 2MnCO3+O22MnO2+2CO2

【解析】

軟錳礦粉碎后，能增大與硫酸亞鐵、硫酸的接觸面積，提高反應(yīng)速率；軟錳礦與硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸錳和硫酸鐵；通過調(diào)節(jié)pH，除去溶液中的鐵離子，得到硫酸錳，在經(jīng)過提純得到高純二氧化錳。

（1）步驟①中研磨使軟錳礦變?yōu)榧?xì)小顆粒，可增大反應(yīng)面積，提高反應(yīng)速率；

（2）步驟②中Mn的化合價(jià)降低，則Fe的化合價(jià)升高，則生成硫酸鐵；

（3）根據(jù)圖像信息，Mn2+浸出率高時(shí)，硫酸的濃度為2.1mol/L，溫度為70℃；

（4）隨反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸越來越少，溶液的pH逐漸增大，鐵離子水解程度增大，生成氫氧化鐵的量增大；

（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)pH=5.4，溶液中的Al3+、Fe3+完全變?yōu)槌恋�，則濾渣的成分為Al(OH)3、Fe(OH)3；

（6）根據(jù)表中給定的Ksp，Ksp（MnS）>Ksp（NiS），加入MnS即可除去溶液中的Ni2+，答案為D；

（7）步驟⑤中通入空氣焙燒MnCO3制MnO2，Mn的化合價(jià)升高，則空氣中的氧氣參與反應(yīng)，化合價(jià)降低，反應(yīng)的方程式為2MnCO3+O22MnO2+2CO2。