Question

【題目】在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面有廣泛的應(yīng)用，工業(yè)上可由高鐵菱錳礦（主要成分為，含有等雜質(zhì)）制備，部分工藝流程如下：

相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的如表（開始沉淀的按離子濃度為計(jì)算）：

金屬離子
開始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9

（1）“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________；

（2）“調(diào)pH”范圍至5~6，得到濾渣2的主要成分除外還有___________；

（3）“除雜”過程中加入的目的是___________；

（4）“沉錳”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________；

（5）在水中的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示。由獲得較純凈的晶體的方法是：將溶于適量的稀硫酸，控制溫度在80℃~90℃之間蒸發(fā)結(jié)晶，__________（填操作名稱），得到晶體，洗滌、烘干。晶體通常采用減壓烘干的原因是__________；

（6）已知：。室溫下，若溶液中，欲使溶液中的，則需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為______________________。

Answer 1

【答案】 除去 趁熱過濾 防止失去結(jié)晶水 3~9

【解析】

高鐵菱錳礦（主要成分為，含有等雜質(zhì)）加硫酸酸浸溶解時(shí)除二氧化硅不溶于硫酸，其他金屬氧化物和碳酸鹽均溶于硫酸轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的硫酸鹽；氧化過程中加入二氧化錳將亞鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，然后加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值將鐵鋁離子轉(zhuǎn)變成氫氧化物沉淀除去，過濾后濾液加MnF2沉淀鎂離子，過濾后在濾液中加碳酸氫銨和氨水混合物將錳離子轉(zhuǎn)變成碳酸錳沉淀，然后過濾后將碳酸錳溶于適量的稀硫酸得到硫酸錳的溶液，在經(jīng)過結(jié)晶得到晶體，據(jù)此解答。

（1）“氧化”時(shí)二氧化錳將亞鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，離子反應(yīng)為，故答案為：。

（2）“調(diào)pH”范圍至5~6，得到濾渣2除含有過量的外，還有三價(jià)鐵離子和鋁離子水解得到的氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，故答案為：。

（3）結(jié)合以上分析“除雜”過程中溶液中僅有鎂離子一種陽離子是雜質(zhì)，因此加入的目的是將鎂離子轉(zhuǎn)變成氟化鎂沉淀除去，故答案為：除去。

（4）“沉錳”過程中溶液中的硫酸錳與碳酸氫銨和氨水反應(yīng)產(chǎn)生碳酸錳沉淀和硫酸銨，反應(yīng)的方程式為：，故答案為：。

（5）由獲得較純凈的晶體的方法是：將溶于適量的稀硫酸，得到硫酸錳溶液，根據(jù)溶解度曲線可知在以上時(shí)隨溫度的升高溶解度逐漸減小，因此控制溫度在80℃~90℃之間蒸發(fā)結(jié)晶，然后要趁熱過濾以減少晶體的溶解損失，得到晶體后進(jìn)行洗滌、烘干，通常采用減壓烘干這樣可以降低液體的沸點(diǎn)有利于水在低溫時(shí)揮發(fā)，以防溫度過高時(shí)導(dǎo)致晶體受熱分解失去結(jié)晶水，故答案為：趁熱過濾；防止失去結(jié)晶水。

（6）已知：。欲使溶液中的，，此時(shí)的pH值為3，同時(shí)又不使鎂離子沉淀，，則,此時(shí)pH值為9，因此pH值的范圍為：3~9，故答案為： 3~9。