Question

【題目】以某種軟錳礦(主要成分MnO2，同時含有FeCO3、Al2O3、SiO2等)為主要原料生產KMnO4的一種流程圖如下：

已知：Mn(OH)2極易被空氣氧化；Fe(OH)3、Al(OH)3的溶度積常數依次為4.0×10-38、1.3×10-33。

(1)濾渣A的化學式是_________；溶液B中的主要陰離子有______________。

(2)為避免引入雜質，②步調節pH加入的物質是____________；調節pH除雜過程中，后析出的

沉淀是________________。

(3)濃硫酸與MnO2反應也能生成Mn2+，其化學方程式是___________________。

(4) K2MnO4在酸性、中性環境下都會歧化生成MnO4-和MnO2，則③步原料應保證_______________。

④步溶解水應煮沸的目的是_____________________。

(5)⑤步的陽極電極反應式是____________；該法電解時要產生污染，其原因是________________。

Answer 1

【答案】 SiO2 SO42-、Cl- MnCO3或MnO Al(OH)3 2H2SO4(濃)+2MnO2=2MnSO4+ 2H2O+ O2 ↑ KOH過量 排除溶解的CO2 MnO42- -e-=MnO4- 電解時會生成氯氣

【解析】(1) 軟錳礦(主要成分MnO2，同時含有FeCO3、Al2O3、SiO2等)中加入稀硫酸，只有二氧化硅不溶，濾渣A的主要成分為二氧化硅；濾液中加入次氯酸鈉，將亞鐵離子氧化為鐵離子，本身被含有為氯離子，溶液B中的主要陰離子有SO42-、Cl-，故答案為：SO42-、Cl-；

(2)溶液B中含有的陽離子為Mn2+、Fe3+、Al3+，②步的目的是調節pH時Fe3+、Al3+沉淀除去，加入的物質可以是MnCO3或MnO，故答案為：MnCO3或MnO ； Al(OH)3、Fe(OH)3；

(3)濃硫酸與MnO2反應也能生成Mn2+，反應的化學方程式為2H2SO4(濃)+2MnO2=2MnSO4+ 2H2O+ O2 ↑，故答案為：2H2SO4(濃)+2MnO2=2MnSO4+ 2H2O+ O2 ↑；

(4) K2MnO4在酸性、中性環境下都會歧化生成MnO4-和MnO2，為了防止歧化反應的發生，③步原料應保證KOH過量，④步溶解水應煮沸可以排除溶解的CO2，故答案為：KOH過量；排除溶解的CO2；

(5)⑤步中電解K2MnO4溶液生成KMnO4，陽極發生氧化反應，電極反應式為MnO42- -e-=MnO4-，K2MnO4溶液中含有氯化鉀，電解時氯離子放電生成氯氣，會污染空氣，故答案為：MnO42- -e-=MnO4- ；電解時會生成氯氣。