Question

利用含锰废水（主要含Mn2+、SO42-、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+）可制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3）．其中一

利用含锰废水（主要含Mn2+、SO42-、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+）可制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3）．其中一种工业流程如下：已知某些物质完全沉淀的pH如下表： 沉淀物 Fe（OH）3 Al（OH）3 Cu（OH）2 Mn（OH）2 CuS MnS MnCO3 沉淀完全时的pH 3.7 5.2 6.4 9.8 ≥0 ≥7 ≥7 回答下列问题：（1）过程②中，所得滤渣的主要成分是______．（2）过程③中，发生反应的离子方程式是______．（3）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，则生成MnCO3的反应的离子方程式是______．（4）由MnCO3可制得重要的催化剂MnO2：2MnCO3+O2 加热 . 2MnO2+2CO2．现在空气中加热460.0g MnCO3，得到332.0g产品，若产品中杂质只有MnO，则该产品中MnO2的质量分数是______（用百分数表示，小数点后保留1位）．

Answer 1

（1）根据表中数据可知，氢氧化铝完成沉淀的pH为5.2，氢氧化铁完全沉淀的pH为3.7，所以调节pH在5.2，Fe²⁺和Al³⁺均以Fe（OH）₃和Al（OH）₃沉淀状态存在，即滤渣的成分为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（2）CuS在pH≥0时完全沉淀，而MnS在pH≥7时完全沉淀，所以加入MnS是为了使其中Cu²⁺产生CuS沉淀除去，故搅拌目的是使MnS 与 Cu²⁺快速、充分反应，反应的离子方程式：MnS+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS↓，
故答案为：MnS+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS↓；
（3）生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，该气体为二氧化碳，Mn²⁺和加入的HCO₃^-反应，产生CO₂气体和MnCO₃沉淀，反应的离子方程式：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃+CO₂↑+H₂O，
故答案为：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃+CO₂↑+H₂O；
（4）MnCO₃受热分解为MnO，MnO部分氧化为MnO₂，产品中杂质有MnO，460.0 gMnCO₃的物质的量为：

460.0g

115g/mol

=4mol，受热产生4molMnO，设产生MnO₂物质的量为xmol，即有xmolMnO氧化，剩余MnO为（4-x）mol，产物的总质量为：（4-x）mol×71g/mol+xmol×87g/mol=332g，解得x=3，则MnO₂的质量分数=

3mol×87g/mol

332g

×100%=78.6%，
故答案为：78.6%．