Question

【題目】錳是治煉工業(yè)中常用的添加劑。以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3,還含有 FeCO3、NiCO3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下圖,請(qǐng)回答以下問題:

(1)步驟Ⅰ中,將碳酸錳礦研磨成粉末的主要目的是_______,其中碳酸錳與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。

(2)步驟Ⅱ中,先加入二氧化錳發(fā)生以下反應(yīng):MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+2H2O+x,x的化學(xué)式為______；已知濾液1中的主要溶質(zhì)為MnSO4同時(shí)還含有少量NiSO4,則步驟Ⅱ中加入氨水的主要目的是________。

(3)步驟Ⅲ中,所得濾液2中含有的溶質(zhì)為MnSO4、(NH4)2SO4，則濾渣2中主要成分為______(填化學(xué)式)

(4)步驟Ⅳ中,電解后的廢液中還含有Mn2+,常用石灰乳進(jìn)行一級(jí)沉降得到沉淀Mn(OH)2和氨氣,過濾后,再向?yàn)V液中加入Na2S進(jìn)行二級(jí)沉降得到沉淀MnS。寫出二級(jí)沉降過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式:___________________;沉降過程的產(chǎn)物中,______________________可循環(huán)利用于上述流程。

Answer 1

【答案】 增加反應(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)更充分，同時(shí)加快反應(yīng)速率 MnCO3 + H2SO4 = MnSO4 + H2O + CO2 ↑ Fe2(SO4)3 除去鐵離子 NiS MnSO4+ Na2S = Na2SO4 + MnS↓ 氨氣

【解析】(1)根據(jù)將碳酸錳礦研磨成粉末的主要目的是增加反應(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)更充分，同時(shí)加快反應(yīng)速率解答；根據(jù)碳酸錳與硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、水、二氧化碳解答；(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析解答；根據(jù)濾液1中不含鐵離子解答；(3)根據(jù)濾液1中的主要溶質(zhì)為MnSO4同時(shí)還含有少量NiSO4，NiSO4與加入的(NH4)2S反應(yīng)分析解答；(4)根據(jù)MnSO4與Na2S反應(yīng)，生成Na2SO4 和 MnS解答；根據(jù)題中信息可知，有氨氣生成，氨氣可通入步驟Ⅱ循環(huán)利用解答。(1)步驟Ⅰ中，將碳酸錳礦研磨成粉末的主要目的是增加反應(yīng)物之間的接觸面積，使反應(yīng)更充分，同時(shí)加快反應(yīng)速率；碳酸錳與硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、水、二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2 ↑；(2)反應(yīng)前Mn、O、Fe、SO42-、H個(gè)數(shù)為1、2、2、4、4，反應(yīng)后Mn、O、Fe、SO42-、H個(gè)數(shù)為1、2、0、1、4，反應(yīng)前后Fe相差2個(gè)，SO42-相差3個(gè)，又x前的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，故x的化學(xué)式為Fe2(SO4)3；又濾液1中的主要溶質(zhì)為MnSO4同時(shí)還含有少量NiSO4，不含Fe2(SO4)3，則步驟Ⅱ中加入氨水的主要目的是除去鐵離子；(3) 濾液1中的主要溶質(zhì)為MnSO4同時(shí)還含有少量NiSO4，又步驟Ⅲ中，所得濾液2中含有的溶質(zhì)為MnSO4、(NH4)2SO4，故NiSO4與加入的(NH4)2S反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NiSO4+(NH4)2S=(NH4)2SO4+ NiS↓，故濾渣2中主要成分為NiS；(4)MnSO4與Na2S反應(yīng)，生成Na2SO4 和 MnS，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnSO4+Na2S=Na2SO4 + MnS↓；由題中信息可知，有氨氣生成，故氨氣可循環(huán)利用于上述流程。