Question

工業上以碳酸錳礦為主要原料生產MnO2的工藝流程如下：

 

有關氫氧化物開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

 

請回答下列問題：

(1)酸浸前將碳酸錳礦粉碎的作用是__________________。

(2)酸浸后的溶液中含有Mn2＋、SO42—，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Pb2＋等，其除雜過程如下：

①加入MnO2將Fe2＋氧化，其離子反應方程式為__________________________。

②加入CaO將溶液的pH調到5.2～6.0，其主要目的是

_____________________________________________________________。

③加入BaS，除去Cu2＋、Pb2＋后，再加入NaF溶液，除去______________________。

(3)從溶液A中回收的主要物質是________________，該物質常用作化肥。

(4)MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸處理，將其轉化為MnSO4和MnO2，然后再用氧化劑將Mn2＋轉化為MnO2，制得優質MnO2。寫出Mn3O4與稀硫酸反應的化學方程式：______________________________。

 

Answer 1

(1)增大接觸面積，加快反應速率(使反應更充分)

(2)①2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O

②除去Fe3＋、Al3＋　③Ca2＋

(3)(NH4)2SO4

(4)Mn3O4＋2H2SO4=2MnSO4＋MnO2＋2H2O

【解析】(1)將碳酸錳礦粉碎，可以增大與H2SO4的接觸面積，加快化學反應速率。(2)根據沉淀時的pH值，應把Fe2＋氧化；加入CaO和H＋反應，增大pH到5.2～6.0可使Al3＋、Fe3＋完全轉化為Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，除去Fe3＋、Al3＋；調節pH值時，加入了CaO，為了除去Ca2＋，應加入NaF，使之生成CaF2沉淀。

(3)溶液A中的陰離子為SO42—，所以加NH4HCO3后，生成的主要物質是(NH4)2SO4，作為氮肥用。

(4)Mn3O4＋2H2SO4=2MnSO4＋MnO2＋2H2O　(用倒配法配平，Mn3O4中Mn的化合價為＋)。