Question

【題目】一水硫酸錳（MnSO4H2O）是一種重要的化工中間體，工業(yè)上可由高鐵菱錳礦（主要成分為MnCO3，含有FeCO3、Al2O3、MgO、CaO、SiO2等雜質）制備，部分工藝流程如下：

相關金屬離子[c(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氫氧化物沉淀的 pH范圍如下：

金屬離子	Mn2+	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mg2+
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）“酸浸”時高鐵菱錳礦需要粉碎，并進行充分攪拌，為提高錳的浸出率還可采取的措施有_________。（寫出其中一種）

（2）“氧化”時發(fā)生反應的化學方程式為________。

（3）“調pH”范圍至5~6，得到濾渣2的主要成分除MnO2外還有_________。

（4）“除雜”過程中加入MnF2的目的是_________。已知：Ksp(MgF2)=5.16×10-11，Ksp(CaF2)=5.3×10-9。

（5）“沉錳”過程中發(fā)生反應的離子方程式為_________。

（6）MnSO4在水中的溶解度與溫度關系如圖。由MnCO3獲得較純凈的MnSO4H2O 晶體的方法是：將MnCO3溶于_________，控制溫度為_________以上結晶，得到MnSO4H2O晶體，洗滌、烘干。晶體烘干時溫度不能過高的原因是_________。

Answer 1

【答案】升高溫度或適當增大硫酸濃度 2FeSO4 + MnO2 + 2H2SO4= Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H2O Al(OH)3、Fe(OH)3 除去Ca2+ 和Mg2+ Mn2+ + HCO + NH3H2O = MnCO3↓ + NH4+ + H2O 適量的稀硫酸 90℃ 防止MnSO4H2O失去結晶水

【解析】

（1）“酸浸”時高鐵菱錳礦需要粉碎，并進行充分攪拌，為提高錳的浸出率，還可采取的措施有升高溫度或適當增大硫酸濃度。答案為：升高溫度或適當增大硫酸濃度

（2）“氧化”時，主要是利用MnO2將Fe2+氧化為Fe3+，發(fā)生反應的化學方程式為2FeSO4 + MnO2 + 2H2SO4= Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H2O。

答案為：2FeSO4 + MnO2 + 2H2SO4= Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H2O

（3）查表中數據知，“調pH”范圍至5~6，可將Fe3+、Al3+轉化為沉淀。得到濾渣2的主要成分除MnO2外還有Al(OH)3、Fe(OH)3。答案為：Al(OH)3、Fe(OH)3

（4）此時溶液中還存在Mg2+、Ca2+ 兩種雜質離子，后續(xù)操作中沒有除雜質的操作，所以“除雜”過程中加入MnF2的目的是除去Ca2+ 和Mg2+。答案為：除去Ca2+ 和Mg2+

（5）“沉錳”過程中，加入NH4HCO3和氨水，目的是將Mn2+轉化為MnCO3沉淀，發(fā)生反應的離子方程式為Mn2+ + HCO + NH3H2O = MnCO3↓ + NH4+ + H2O。

答案為：Mn2+ + HCO + NH3H2O = MnCO3↓ + NH4+ + H2O

（6）MnSO4在水中的溶解度與溫度關系如圖。由MnCO3獲得較純凈的MnSO4H2O晶體的方法是：因為要將MnCO3轉化為MnSO4，所以應溶于適量的稀硫酸。

答案為：適量的稀硫酸

為降低MnSO4的溶解度，參照表中數據，需控制溫度為90℃以上結晶。答案為：90℃

得到MnSO4H2O晶體，洗滌、烘干。

因為晶體受熱易失去結晶水，所以晶體烘干時溫度不能過高，其原因是防止MnSO4H2O失去結晶水。答案為：防止MnSO4H2O失去結晶水