锰是冶炼工业中常用的添加剂.以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产
锰是冶炼工业中常用的添加剂.以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如图:已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:物质Mn...
锰是冶炼工业中常用的添加剂.以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如图:已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:物质Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnSCoSNiSKsp2.1×10-133.0×10-165.0×10-161.0×10-115.0×10-221.0×10-22(1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是______.(2)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+,反应的离子方程式是______,加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0,以除去Fe3+.(3)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是______.(4)步骤Ⅳ中,在______(填“阴”或“阳”)极析出Mn,电极反应方程式为______.(5)电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降.进行二级沉降的目的是______.
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(1)加稀硫酸时样品中的MnCO3和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,并产生二氧化碳和水,步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O;
故答案为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O;
(2)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+,反应的离子方程式是据得失电子守恒有MnO2+2Fe2+-Mn2++2Fe3+,再据电荷守恒有MnO2+2Fe2++4H+-Mn2++2Fe3+,最后据原子守恒得,MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
故答案为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(3)由于在第一次过滤之后的滤液中含有Mn2+、Ni2+、Co2+,向其中加入(NH4)2S,根据各物质的溶度积常数可确定有CoS和NiS沉淀(滤渣2)生成;
故答案为:CoS和NiS;
(4)由于第二次过滤后的滤液中主要含有NiSO4,电解该溶液时Ni2+在阴极上被还原:Mn2++2e-=Mn;
故答案为:阴,Mn2++2e-=Mn;
(5)由于将一级沉降得到Mn(OH)2沉淀过滤之后的滤液中还含有Mn2+,以进一步去除废水中的Mn2+,向该滤液中加入适量Na2S,据溶解积常数确定其溶解度比Mn(OH)2小,进行二级沉降得到MnS,以进一步去除废水中的Mn2+;
故答案为:沉降得到MnS,以进一步去除废水中的Mn2+;
故答案为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O;
(2)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+,反应的离子方程式是据得失电子守恒有MnO2+2Fe2+-Mn2++2Fe3+,再据电荷守恒有MnO2+2Fe2++4H+-Mn2++2Fe3+,最后据原子守恒得,MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
故答案为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(3)由于在第一次过滤之后的滤液中含有Mn2+、Ni2+、Co2+,向其中加入(NH4)2S,根据各物质的溶度积常数可确定有CoS和NiS沉淀(滤渣2)生成;
故答案为:CoS和NiS;
(4)由于第二次过滤后的滤液中主要含有NiSO4,电解该溶液时Ni2+在阴极上被还原:Mn2++2e-=Mn;
故答案为:阴,Mn2++2e-=Mn;
(5)由于将一级沉降得到Mn(OH)2沉淀过滤之后的滤液中还含有Mn2+,以进一步去除废水中的Mn2+,向该滤液中加入适量Na2S,据溶解积常数确定其溶解度比Mn(OH)2小,进行二级沉降得到MnS,以进一步去除废水中的Mn2+;
故答案为:沉降得到MnS,以进一步去除废水中的Mn2+;
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