Question

【題目】以菱錳礦主要成分,還含有、等雜質為原料制備二氧化錳的工藝流程如下：

已知部分金屬離子開始沉淀及沉淀完全時的pH如下表所示：

金屬離子
開始沉淀時的pH
沉淀完全時的pH

(1)①“酸浸”時發生反應的離子方程式為________________________________________。

②“酸浸”過程中加入過量硫酸的目的除了加快酸浸的速率、_____________、___________。

③要提高“酸浸”的速率,還可以采取的方法是________________________________________。

(2)“氧化”時發生反應的離子方程式為________________________________________。

(3)“調pH”的目的是除去溶液中的雜質金屬離子,“調pH”的范圍應為_______________。

(4)當溶液中c(Al3+)≤10-5mol/L時,則認為沉淀完全,則 ______________。

Answer 1

【答案】MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑ +H2O 提高菱錳礦中錳元素的浸出率提高菱錳礦的轉化率 抑制的水解 升高溫度或將菱錳礦粉碎 5.0~7.8 1.0×10-32

【解析】

, 、溶于硫酸，溶液中陽離子主要是Mn2+、Fe2+、Al3+，結合表中金屬離子開始沉淀及沉淀完全時的pH，Fe2+沉淀完全pH是9.7，此時Mn2+已被沉淀部分，降低了MnO2的產率，加入MnO2，目的是使Fe2+被氧化成Fe3+，Fe3+和Al3+沉淀完全時的最低pH為5.0，該情況下Mn2+還未開始沉淀，結合流程可知電解液含Mn2+。

（1）①“酸浸”時MnCO3發生反應的離子方程式: MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑ +H2O。

② “酸浸”過程中加入過量硫酸的目的還有：提高菱錳礦中錳元素的浸出率，或者說提高菱錳礦轉化率。

③提高“酸浸”的速率,還可以采取的方法：適當升高溫度、攪拌、將菱錳礦粉碎增大接觸面積、適當增大酸的濃度等。

（2）由流程分析知Fe2+被MnO2氧化，根據氧化還原反應原理確定產物為Fe3+和Mn2+， 離子方程式：。

（3）雜質離子是Fe3+和Al3+ ，“調pH””的目的是使Fe3+和Al3+沉淀完全，pH最小5.0，但又不能使Mn2+開始沉淀，故pH小于7.8， “調pH”的范圍應為5.0≤pH<7.8。

（4）當溶液中時Al3+沉淀完全， c(Al3+)≤10-5mol/L，此時pH=5.0，即c(H+)=1×10—5molL—1，c（OH—）=1×10—9molL—1，則Ksp[Al(OH)3] =c（Al3+）×c3（OH—）=。