Question

【題目】在工業、農業等方面有廣泛的應用，工業上可由高鐵菱錳礦（主要成分為，含有、、、等雜質）制備，部分工藝流程如圖所示：

相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的（開始沉淀的按離子濃度為計算）：

金屬離子
開始沉淀的	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9
沉淀完全的	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9

（1）“氧化”時發生反應的離子方程式為______________。

（2）“調”范圍至5～6，得到濾渣2的主要成分除外還有_____________。

（3）“除雜”過程中加入的目的是______。

（4）“沉錳”過程中發生反應的化學方程式為______。

（5）在水中的溶解度與溫度關系如圖。由獲得較純凈的晶體的方法是：將溶于適量的稀硫酸，控制溫度在之間蒸發結晶，______，得到晶體，洗滌、烘干。晶體通常采用減壓烘干的原因是______。

Answer 1

【答案】2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 、 除去Mg2+ 趁熱過濾 防止失去結晶水

【解析】

根據流程：高鐵菱錳礦(主要成分為MnCO3，含有FeCO3、Al2O3、MgO、SiO2等雜質)加入硫酸酸浸，得到Mn2+、Fe2+、Al3+、Mg2+的酸性溶液，SiO2不溶，濾渣1為SiO2，向濾液加入MnO2，將二價鐵離子氧化成三價鐵，反應為：2FeSO4 +MnO2 +2H2SO4=Fe2(SO4)3 +MnSO4 +2H2O，氨水調節pH5～6沉淀Fe3+、Al3+，得到氫氧化鐵和氫氧化鋁的沉淀，濾渣2為多余的MnO2、Al(OH)3 Fe(OH)3，中加入MnF2除去Mg2+，濾渣3為MgF2，除雜后的溶液主要含有Mn2+，加入碳酸氫銨和氨水的混合物沉錳：Mn2++HCO3-+NH3H2O=MnCO3↓+NH4++H2O，將MnCO3溶于適量的稀硫酸，控制溫度為90℃以上結晶，得到MnSO4H2O晶體，洗滌、烘干得到產品，以此解答該題。

(1)酸浸后，溶液中含有亞鐵離子，能被二氧化錳氧化，得到三價鐵離子和二價錳離子，故離子方程式為2Fe2+ +MnO2 +4H+=2Fe3+ +Mn2+ +2H2O；
(2)根據氫氧化物沉淀的 pH，“調pH”范圍至5～6，得到濾渣2的主要成分除MnO2外還有Al(OH)3、Fe(OH)3；
(3)根據分析“除雜”過程中加入MnF2的目的是除去Mg2+；
(4)根據分析，除雜后的溶液主要含有Mn2+，加入碳酸氫銨和氨水的混合物沉錳：MnSO4+NH4HCO3+NH3H2O=MnCO3↓+(NH4)2SO4+H2O；
(5)由MnCO3獲得較純凈的MnSO4H2O 晶體應先將MnCO3溶解，MnSO4在90℃析出MnSO4H2O，所以控制溫度在之間蒸發結晶，并且要趁熱過濾，得到MnSO4H2O晶體，洗滌、烘干得到產品，晶體通常采用減壓烘干的原因是溫度較低可防止MnSO4H2O失去結晶水。