Question

【題目】軟錳礦的主要成分是二氧化錳，用軟錳礦漿吸收工業(yè)廢氣中的二氧化硫，可以制備高純度的硫酸錳晶體，其流程如下圖所示：

已知：

①浸出液中的金屬陽離子主要是，還含有少量的、等，且．

②幾種離子開始沉淀和完全沉淀時的pH如表所示：

離子	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
	7.6	9.7
	2.7	3.7
	3.8	4.7
	8.3	9.8

根據(jù)上述流程，回答下列問題：

（1）寫出二氧化錳與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________.

（2）用離子方程式表示加入二氧化錳的作用：________________________________．

（3）從表中數(shù)據(jù)來看，________（填“能”或“不能”）取消“加入二氧化錳”的步驟，原因是________________________．

（4）下列試劑能替代二氧化錳的是________（填序號）．

A．雙氧水 B．氯水 C．高錳酸鉀溶液 D．次氯酸鈉

（5）有同學(xué)認(rèn)為可以用碳酸錳或氫氧化錳替代石灰乳，你是否同意此觀點(diǎn)？簡述理由：______________________________________________________．

（6）從含硫酸錳的濾液中提取硫酸錳晶體的操作是_____________________________．

Answer 1

【答案】 不能 時才完全沉淀，而時已經(jīng)開始沉淀 A 同意，、的水解程度比的大，，，加入的碳酸錳或氫氧化錳能與反應(yīng)，促進(jìn)鐵離子、鋁離子水解，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為沉淀，再通過過濾除去雜質(zhì) 蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾

【解析】

由浸出液中的金屬陽離子主要是Mn2+，可知浸出時主要發(fā)生反應(yīng)：SO2+MnO2═MnSO4，由于二氧化硫溶于水生成H2SO3，H2SO3部分電離會使浸出液pH＜2，浸出液中含有少量的Fe2+、Al3+等，由離子開始沉淀及沉淀完全的pH可知，加入二氧化錳氧化過程，是將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，再加入石灰乳，調(diào)節(jié)溶液pH值，使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，再進(jìn)行過濾，濾渣中主要有氫氧化鋁、氫氧化鋁，濾液為硫酸錳溶液，再通過蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶，最后過濾得到硫酸錳晶體。

（1）由上述分析可知，二氧化錳與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+MnO2═MnSO4；

（2）加入二氧化錳氧化過程，是將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，反應(yīng)離子方程式為：MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O；

（3）由表中數(shù)據(jù)可知，pH=9.7時Fe2+才完全沉淀，而pH=8.3時Mn2+已經(jīng)開始沉淀，不能取消“加入二氧化錳”的步驟，故答案為不能，pH=9.7時Fe2+才完全沉淀，而pH=8.3時Mn2+已經(jīng)開始沉淀；

（4）替代二氧化錳的試劑應(yīng)具有強(qiáng)氧化性，且不能引入雜化，氯氣、酸性高錳酸鉀、次氯酸均會引入雜質(zhì)離子，而雙氧水可以氧化亞鐵離子為鐵離子，同時生成水，不引入雜質(zhì)離子，故選A；

（5）鐵離子、鋁離子水解程度比錳離子大，加熱碳酸錳或氫氧化錳與氫離子反應(yīng)，促進(jìn)鐵離子、鋁離子水解，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為沉淀，再通過過濾除去，同意該同學(xué)的觀點(diǎn)，

故答案為同意，鐵離子、鋁離子水解程度比錳離子大，加熱碳酸錳或氫氧化錳與氫離子反應(yīng)，促進(jìn)鐵離子、鋁離子水解，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為沉淀，再通過過濾除去；

（6）從含硫酸錳的濾液中提取硫酸錳晶體的操作是：蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾；

故答案為蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶；過濾。