Question

【題目】軟錳礦的主要成分是MnO2，還含有少量金屬鐵、鎂、鋁、鋅、銅的化合物等雜質。黃鐵礦的主要成分是FeS2，還含有硅、鋁的氧化物等雜質。工業上用軟錳礦制備碳酸錳并回收硫酸銨，其主要流程如下：

已知金屬離子從開始形成氫氧化物沉淀，到沉淀時溶液的pH如下表：

金屬離子	Fe2+	Fe3+	Al3+	Cu2+	Mn2+
開始沉淀pH	7.5	2.7	4.1	5.9	8.8
完全沉淀pH	9.5	3.7	5.4	6.9	10.8

（1）提高浸出率的可采取的措施有____。

a.適當升高溫度 b.攪拌 c.加適量純堿 d.加壓

（2）浸取完成后，取浸取液少許，加入KSCN溶液無明顯現象，則浸取時發生的主要反應的化學方程式是__________________________。

（3）調節pH為5.4～5.8的目的是______________。

（4）濾渣3的主要成分的化學式是_______。

（5）采用50℃碳化的原因是_________________________________。該過程發生反應的離子方程式是__________________。

（6）檢驗碳酸錳產品完全洗凈的方法是_______________________________。

Answer 1

【答案】 ab MnO2+FeS2+2H2SO4MnSO4+FeSO4+2S+2H2O 使Fe3+、Al3+完全沉淀 Cu(OH)2 溫度過低反應太慢，過高，NH4HCO3會分解 2HCO3+Mn2+MnCO3↓+H2O+CO2↑ 取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀，則已洗凈

【解析】軟錳礦的主要成分是MnO2，還含有少量金屬鐵、鎂、鋁、鋅、銅的化合物等雜質。黃鐵礦的主要成分是FeS2，還含有硅、鋁的氧化物等雜質。根據流程圖，硫酸與軟錳礦和黃鐵礦作用，二氧化錳與FeS2在酸性溶液中發生氧化還原反應，生成硫酸錳和硫沉淀，同時生成少量的硫酸鋁、硫酸亞鐵等，二氧化硅不反應，和硫一起形成濾渣Ⅰ；再加入二氧化錳，二氧化錳可將亞鐵離子氧化為鐵離子；加氨水調節溶液的pH=5.4～5.8把鐵離子和鋁離子轉化為沉淀除去，則濾渣II為Fe(OH)3、Al(OH)3；繼續加氨水調節溶液的pH=6～8把銅離子轉化為沉淀除去，則濾渣Ⅲ為Cu(OH)2；加碳酸氫銨50℃碳化得碳酸錳、二氧化碳和硫酸銨等。

(1)為了提高錳元素的浸出率，在“浸取”時可采取的措施有：①適當升高溫度；②攪拌；③加入足量硫酸增大硫酸濃度或粉粹礦石或延長浸泡時間，故選ab；

(2)浸取完成后，取浸取液少許，加入KSCN溶液無明顯現象，說明溶液中沒有鐵離子，則浸取時發生的主要反應的化學方程式為MnO2+FeS2+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+2S+2H2O，故答案為：MnO2+FeS2+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+2S+2H2O；

(3)根據上述分析，調節pH為5.4～5.8的目的是使Fe3+、Al3+完全沉淀，故答案為：使Fe3+、Al3+完全沉淀；

(4)濾渣3的主要成分為Cu(OH)2，故答案為：Cu(OH)2；

(5)溫度過低反應太慢，過高，NH4HCO3會分解，因此采用50℃碳化，該過程發生反應的離子方程式為2HCO3+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑，故答案為：溫度過低反應太慢，過高，NH4HCO3會分解；2HCO3+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑；

(6)根據流程圖，碳酸錳上吸附有少量硫酸銨，檢驗碳酸錳產品是否洗凈只需要檢驗硫酸根離子即可，故答案為：取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀，則已洗凈。