Question

（12分）錳的用途非常廣泛，在鋼鐵工業(yè)中，錳的用量?jī)H次于鐵，90%的錳消耗于鋼鐵工業(yè)，10%的錳消耗于有色冶金、化工、電子、電池、農(nóng)業(yè)等部門。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Ⅰ中需要加入稍過(guò)量的硫酸，其目的有3點(diǎn)：①使礦物中的物質(zhì)充分反應(yīng)；②提供第Ⅱ步氧化時(shí)所需要的酸性環(huán)境；③ 。

（3）步驟Ⅱ中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+，該反應(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+。

（4）步驟Ⅲ中，濾渣2的主要成分是 。

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

（6）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(guò)濾后再向?yàn)V液中加入適量Na2S，進(jìn)行二級(jí)沉降。欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10－5 mol·L-1，則應(yīng)保持溶液中c(S2－)≥ mol·L－1。

Answer 1

（12分）

（1）MnCO3+H2SO4 ＝MnSO4+ CO2↑+H2O （2分，氣體符號(hào)不扣分）

（2）抑制Mn2+的水解 （2分）

（3）MnO2+2Fe2++4H+ ＝Mn2++2Fe3++2H2O（2分）

（4）CoS和NiS （每個(gè)1分，共2分）

（5）陰（1分） Mn2++2e－＝Mn（1分） （6）1×10－6 mol/L （2分）

【解析】

試題分析：（1）碳酸錳與硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳和水，所以化學(xué)方程式是MnCO3+H2SO4 ＝MnSO4+ CO2↑+H2O；

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知?dú)溲趸�錳是弱堿，所以硫酸錳水解生成氫氧化錳和硫酸，則硫酸過(guò)量的第三個(gè)作用是抑制錳離子水解；

（3）步驟Ⅱ中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+，二氧化錳被還原為錳離子，離子方程式是MnO2+2Fe2++4H+ ＝Mn2++2Fe3++2H2O；

（4）根據(jù)流程圖可知，除雜1時(shí)，將鐵離子除去，則除雜2的目的是除去鎳離子和鈷離子，根據(jù)沉淀的溶度積可知，加入硫化銨后，鎳離子和鈷離子已硫化物的沉淀除去，所以濾渣2的主要成分是CoS和NiS；

（5）電解時(shí)，錳離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，所以Mn在陰極析出；電極反應(yīng)式是Mn2++2e－＝Mn；

（6）因?yàn)镵MnS=1.0×10-11，所以欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10－5 mol·L-1，則應(yīng)保持溶液中c(S2－)≥KMnS/ c(Mn2+)=1×10－6 mol/L。

考點(diǎn)：考查對(duì)工業(yè)流程的分析，溶度積的應(yīng)用，離子方程式的書寫