Question

碳酸锰（MnCO 3 ）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn 2 O 3 、MnO 2 等锰的氧化物的重要原料，广泛用

碳酸锰（MnCO 3 ）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn 2 O 3 、MnO 2 等锰的氧化物的重要原料，广泛用于电子、化工、医药等行业．一种制备MnCO 3 的生产流程如图所示． 已知生成氢氧化物的pH和有关硫化物的K sp 如下表： 物质 Fe（OH） 3 Fe（OH） 2 Mn（OH） 2 开始沉淀pH 2.7 7.6 8.3 完全沉淀pH 3.7 9.6 9.8 物质 MnS CuS PbS K sp 2.5×10 -13 6.3×10 -36 8.0×10 -28 软锰矿主要成分为MnO 2 ，其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重金属化合物杂质，SO 2 来自工业废气．流程①中主要发生的反应有：MnO 2 +SO 2 =MnSO 4 2Fe 3+ +SO 2 +2H 2 O=2Fe 2+ +SO 4 2- +4H + ．（1）流程①中所得MnSO 4 溶液的pH比软锰矿浆的pH______（填“大”或“小”），该流程可与______（填工业生产名称）联合，生产效益更高．（2）反应②的目的是将溶液中的Fe 2+ 氧化成Fe 3+ ，其离子反应方程式为______，这样设计的目的和原理是______（3）反应③中硫化钠的作用是使重金属离子转化为硫化物沉淀，碳酸钙的作用是______．（4）反应④发生的化学反应为：MnSO 4 +2NH 4 HCO 3 =MnCO 3 ↓+（NH 4 ） 2 SO 4 +CO 2 ↑+H 2 O．反应中通常需加入稍过量的NH 4 HCO 3 ，且控制溶液的pH为6.8～7.4．加入稍过量的NH 4 HCO 3 的目的是______，溶液的pH不能过低的原因是______．（5）软锰矿中锰的浸出有两种工艺：工艺A：软锰矿浆与含SO 2 的工业废气反应 工艺B：软锰矿与煤炭粉混合，焙烧后加稀硫酸溶解．其中工艺A的优点是______．（答对1个即可）

Answer 1

（1）软锰矿浆是二氧化锰，MnSO 4 溶液水解先酸性，根据2Fe 3+ +SO 2 +2H 2 O=2Fe 2+ +SO 4 2- +4H + ．Fe 3+ 可将SO 2 氧化为硫酸，故答案为：小；工业制备硫酸；  （2）MnO 2 可将Fe 2+ 氧化成Fe 3+ ，Fe 3+ 完全沉淀的pH较Fe 2+ 低；故答案为：MnO 2 +2Fe 2+ +4H + =Mn 2+ +2Fe 3+ +2H 2 O；使Fe 2+  转变为Fe 3+ ，Fe 3+ 完全沉淀的pH较低（或Fe 3+ 更易沉淀）； （3）碳酸钙与溶液中的H + 反应，使溶液中的PH升高，使溶液中的Fe 3+ 、Al 3+ 转化为氢氧化物沉淀，故答案为：与溶液中的酸反应，使溶液中的Fe 3+ 、Al 3+ 转化为氢氧化物沉淀； （4）加入稍过量的NH 4 HCO 3 能提高MnSO 4 的装化率，使MnCO 3 沉淀完全，溶液的pH不过低，H + 可与MnCO 3 ，NH 4 HCO 3 反应，故答案为：使MnCO 3 沉淀完全；MnCO 3 沉淀量少，NH 4 HCO 3 与酸反应．（或MnCO 3 、NH 4 HCO 3 与酸反应溶解）； （5）锰矿与煤炭粉混合，焙烧生成二氧化硫，污染空气，而工艺A不仅不产生二氧化硫，且能生产硫酸，故答案为：节约能源、治理含SO 2 的工业废气等．