Question

碳酸锰，俗称“锰白”，是生产电讯器材软磁铁氧体的原料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，

碳酸锰，俗称“锰白”，是生产电讯器材软磁铁氧体的原料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，工业上有广泛的用途．工业上以软锰矿（主要成分MnO2）和黄铁矿（主要成分FeS2）为主要原料制备碳酸锰（MnCO3难溶，分解温度较高）的一种工艺流程如图：已知：几种金属离子沉淀的pH如表 Fe2+ Fe3+Cu2+ Mn2+开始沉淀的pH7.53.25.28.8完全沉淀的pH9.73.77.810.4回答下列问题：（1）为了提高溶浸工序中原料的浸出效率，可以采取的措施有（　　）A．适当升高温度 B．搅拌 C．研磨矿石 D．加入足量的蒸馏水（2）溶浸过程中发生的主要反应如下，请完成并配平该反应的离子方程式．2FeS2+15MnO2+____________=______Fe3++____________+____________+______SO42-（3）除铁工序中，先加入适量的软锰矿，其作用是，再加入石灰调节溶液的pH的范围为______．（4）净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质．若测得滤液中c（F-）=0.01 mol?Lˉ1 ，滤液中残留c（Ca2+）=______mol?L-1．[已知：Ksp（CaF2）=1.46×10ˉ10]（5）沉锰工序中，298K、c（Mn2+）为1.05 mol?Lˉ1时，实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间关系如图．对比不同反应条件下的曲线，仅据图中信息，你能获得的结论是______（6）副产品的主要成分______．

Answer 1

（1）升高温度、搅拌、减小固体的颗粒等均能加速固体的溶解，所以为了提高溶浸工序中原料的浸出效率，可以采取的措施有：适当升高温度，搅拌，研磨矿石，故答案为：ABC；
（2）FeS₂与MnO₂反应后生成Fe³⁺、Mn²⁺和SO₄^2-，1molFeS₂失去15mol电子，1molMnO₂得到2mol电子，根据得失电子守恒，FeS₂的计量数为2，MnO₂的计量数为15，则生成的Fe³⁺计量数为2，SO₄^2-的计量数为4，Mn²⁺的计量数为15，根据电荷守恒可知反应物中有H⁺，根据原子守恒可知生成物有H₂O；所以离子方程式配平为：
2FeS₂+15MnO₂+28H⁺=2Fe³⁺+14H₂O+15Mn²⁺+4SO₄²，
故答案为：2；15；28；H⁺；2；14；H₂O、15；Mn²⁺；4；
（3）由表中数据可知三价铁离子完全的沉淀的PH为3.7，铜离子开始沉淀的范围为5.2，所以加入石灰调节溶液的pH的范围为3.7～5.2，
故答案为：3.7～5.2；
（4）已知KK_sp（CaF₂））=1.46×10^-10，c（F^-）=0.01 mol?L^-1 ，则c（Ca²⁺）=c

Ksp

c2(F?)

=

1.46×10?10

0.012

=1.46×10^-6mol?L^-1，
故答案为：1.46×10^-6；
（5）根据MnCO₃的产率与溶液pH、反应时间关系如图可知：pH等于7.0时反应到达平衡所用时间最短，即反应速率最快，且MnCO₃产率最高，
故答案为：pH等于7.0时反应速率最快，且MnCO₃产率最高；
（6）溶浸过程中发生的反应生成硫酸根离子，后来又加入了硫化铵、碳酸氢铵，所以产品中含有（NH₄）₂SO₄，故答案为：（NH₄）₂SO₄．