Question

（本題共16分）錳是冶煉工業(yè)中常用的添加劑。以碳酸錳礦（主要成分為MnCO3，還含有鐵、鎳、鈷等碳酸鹽雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下：

已知25℃，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下：

物質(zhì)	Mn(OH)2	Co(OH)2	Ni(OH)2	MnS	CoS	NiS
Ksp	2.1×10－13	3.0×10－16	5.0×10－16	1.0×10－11	5.0×10－22	1.0×10－22

（1）步驟Ⅰ中，MnCO3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

（2）步驟Ⅱ中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+離子氧化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式是 ，加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為5.0～6.0，以除去Fe3+。

（3）步驟Ⅲ中，濾渣2的主要成分是 。

（4）步驟Ⅳ中，在 （填“陰”或“陽”）極析出Mn，電極反應(yīng)方程式為 。

（5）電解后的廢水中還含有Mn2+，常用石灰乳進(jìn)行一級(jí)沉降得到Mn(OH)2沉淀，過濾后再向?yàn)V液中加入適量Na2S，進(jìn)行二級(jí)沉降。為了將Mn2+降到1.0×10－9mol/L，則c(Na2S)至少是 mol/L。

 

Answer 1

（1）MnCO3+H2 SO4 ＝MnSO4+ CO2↑+H2O（3分）

（2）MnO2+2Fe2++4H+ ＝Mn2++2Fe3++2H2O （3分）（3）CoS和NiS （3分，錯(cuò)、漏均扣1分）

（4）陰（1分），Mn2++2e- ＝Mn （3分）（5）1.0×10－2 （3分）

【解析】

試題分析：（1）硫酸是強(qiáng)酸與碳酸錳反應(yīng)生成硫酸錳、水和CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO3+H2 SO4 ＝MnSO4+ CO2↑+H2O。

（2）MnO2在酸性條件下可將Fe2+離子氧化為Fe3+，而二氧化錳的還原產(chǎn)物是錳離子，反應(yīng)的離子方程式是MnO2+2Fe2++4H+ ＝Mn2++2Fe3++2H2O。

（3）加氨水后除去了鐵離子，溶液中的金屬陽離子主要是錳離子、鈷離子和鎳離子，因此加入硫化銨后主要是生成CoS和NiS，即濾渣2的主要成分是CoS和NiS。

（4）錳離子得到電子被還原為單質(zhì)錳，電解池中陰極得到電子被還原，所以在陰極析出Mn，電極反應(yīng)方程式為Mn2++2e- ＝Mn。

（5）根據(jù)硫化錳的溶度積常數(shù)可知，當(dāng)Mn2+降到1.0×10－9mol/L時(shí)，溶液中硫離子的濃度為＝0.01mol/L，即c(Na2S)至少是0.01mol/L。

考點(diǎn)：考查金屬錳工業(yè)生產(chǎn)流程的有關(guān)判斷