Question

工業(yè)上常利用低品位軟錳礦漿（主要成分是MnO₂）來(lái)吸收含SO₂的廢氣，最終制得硫酸錳晶體（MnSO₄?H₂O），其主要流程如下：
已知：浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn²⁺，還含有少量的Fe²⁺、Al³⁺等其他金屬離子．有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：

離子	開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	完全沉淀時(shí)的pH
Fe2+	7.6	9.7
Fe3+	2.7	3.7
Al3+	3.8	4.7
Mn2+	8.3	9.8

（1）軟錳礦漿中通入含SO₂廢氣后，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____．
（2）浸出液中加入MnO₂粉末的目的是______；反應(yīng)的離子方程式是______．
（3）溶液中加入石灰漿來(lái)調(diào)節(jié)pH，其作用是______；pH應(yīng)調(diào)節(jié)的范圍是______．
（4）濾渣的主要成分是______（用化學(xué)式表示）．

Answer 1

解：（1）低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO₂，通入SO₂浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn²⁺，則MnO₂與SO₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+MnO₂=MnSO₄，
故答案為：SO₂+MnO₂=MnSO₄；
（2）雜質(zhì)離子中只有Fe²⁺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：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O；
（3）溶液中加入石灰漿來(lái)調(diào)節(jié)pH，其作用是除去雜質(zhì)中含有Fe³⁺、Al³⁺陽(yáng)離子，從圖可表以看出，大于4.7可以將Fe³⁺和Al³⁺除去，小于8.3是防止Mn²⁺也沉淀，所以只要調(diào)節(jié)pH值在4.7～8.3間即可，
故答案為：使Fe³⁺Al³⁺完全沉淀；4.7≤pH≤8.3；
（4）Fe³⁺、Al³⁺陽(yáng)離子通過(guò)調(diào)pH值，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，同時(shí)生成微溶的硫酸鈣，所以濾渣主要有氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣．
故答案為：氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣．
分析：（1）從流程圖看，浸出過(guò)程是軟錳礦漿（MnO₂）與SO₂的反應(yīng)．
（2）雜質(zhì)離子中只有Fe²⁺具有還原性，可以被MnO₂在酸性條件下氧化成Fe³⁺；
（3）從表可以看出，只要調(diào)節(jié)pH值在4.7～8.3間，大于4.7可以將Fe³⁺和Al³⁺除去，小于8.3是防止Mn²⁺也沉淀；
（4）Fe³⁺、Al³⁺陽(yáng)離子通過(guò)調(diào)pH值，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，同時(shí)生成微溶的硫酸鈣．
點(diǎn)評(píng)：本題以制備硫酸錳的生產(chǎn)流程為知識(shí)載體，考查化學(xué)反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)，及除雜中的問(wèn)題，題目難度中等，本題注意把握數(shù)據(jù)處理能力和流程分析能力．