Question

16．工業(yè)上以碳酸錳礦為主要原料生產(chǎn)MnO₂的工藝流程如下：

有關(guān)氫氧化物開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氫氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Pb（OH）2	Mn（OH）2
開(kāi)始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

請(qǐng)問(wèn)答下列問(wèn)題：
（1）酸浸前將碳酸錳礦粉碎的作用是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率（使反應(yīng)更充分）．
（2）酸浸后的溶液中含有Mn²⁺、SO₄^2-，另含有少量Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Pb²⁺等，其除雜過(guò)程如下：
①加入MnO₂將Fe²⁺氧化，其離子反應(yīng)方程式為2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O．
②加入CaO將溶液的pH調(diào)到5.2～6.0，其主要目的除去Fe³⁺，A1³⁺．
③加入BaS，除去Cu²⁺、Pb²⁺．

Answer 1

分析 碳酸錳礦粉碎加入稀硫酸酸浸過(guò)濾除雜，濾液中加入碳酸氫銨沉淀反應(yīng)過(guò)濾得到固體，通入氧氣焙燒得到二氧化錳，
（1）從影響反應(yīng)速率的因素考慮，增大接觸面積會(huì)提高反應(yīng)速率；
（2）Fe²⁺具有還原性，可以被MnO₂在酸性條件下氧化成Fe³⁺；加入CaO將溶液的pH調(diào)到5.2～6.0，F(xiàn)e³⁺和Al³⁺分別生成氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀．

解答 解：（1）將碳酸錳礦粉碎可以增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分，
故答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率（使反應(yīng)更充分）；
（2）①Fe²⁺具有還原性，可以被MnO₂在酸性條件下氧化成Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O；
②加入CaO將溶液的pH調(diào)到5.2～6.0，F(xiàn)e³⁺和Al³⁺分別生成氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀；
故答案為：除去Fe³⁺，A1³⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備方案的設(shè)計(jì)，涉及計(jì)影響反應(yīng)速率的因素、離子分離方法、離子方程式的書(shū)寫(xiě)，題目中等難度，要充分利用流程提供的信息，圍繞實(shí)驗(yàn)原理來(lái)解答．