Question

【題目】某研究性學習小組在網上收集到如下信息：以貧軟錳礦和有色金屬冶煉廠的廢氣為原料制備高純碳酸錳．已知，貧軟錳礦的主要成分為和少量、、等雜質．工藝流程如圖1：

已知：有關氫氧化物沉淀pH對應表

物質	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
氫氧化鐵
氫氧化鋁
氫氧化亞鐵

請回答：

在浸出液除雜過程中需通入適量空氣并調節溶液的pH到，沉淀部分雜質離子，此時濾渣I中主要含有 ______ 填化學式．

影響浸錳率的操作因素有多種，其中溫度選擇不合理時會產生雜質造成錳損失．溫度對浸錳率的影響見圖2、圖3．

為了提高錳的浸出率，請選擇合適的條件 ______ 填序號

以上

在濾液中加入生成的同時還可以獲得一種作為肥料的副產物，寫出該過程的化學反應方程式 ______ ，從廢液中分離出該副產物的操作是蒸發濃縮、 ______ 若該分離過程在實驗室進行，其中除了需要酒精燈、蒸發皿、玻璃棒外，還需要 ______ ．

現有含錳質量分數為的貧錳礦1噸，若按照上述工藝錳的產率為，最終獲得碳酸錳的質量 ______ ．

Answer 1

【答案】、 b 冷卻結晶、過濾 漏斗、燒杯 345kg

【解析】

由流程可知，酸浸后的過濾液中含有Mn2+、Fe3+、Al3+，浸取渣為SiO2，結合表格數據可知，除雜若使用氫氧化鈉溶液，會使鋁離子反應生成偏鋁酸根離子，無法生成沉淀，錳離子與氫氧根離子反應生成氫氧化錳沉淀；鋁離子完全沉淀時溶液的pH=5.2，鐵離子完全沉淀時溶液pH=3.2，所以調節溶液的最小pH為5.2；結合題中陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH可知，Fe3+、Al3+完全轉化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，過濾得到的濾液中含硫酸錳，加碳酸氫銨反應生成碳酸錳，以此來解答。

到，沉淀部分雜質離子，、完全轉化為和沉淀；

副反應為，溫度選擇不合理時會產生雜質造成錳損失，根據圖象知，溫度越高，的生成率越低，所以該反應的正反應是放熱反應，焓變小于；當溫度為時，的生成率為0，故選溫度為；

濾液與生成的同時還可以獲得一種作為肥料的副產物為硫酸銨，該反應為，從廢液中分離出該副產物的操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，蒸發需要酒精燈、蒸發皿、玻璃棒，過濾需要漏斗、燒杯；

含錳質量分數為的貧錳礦1噸，則Mn的物質的量為，由可知，生成的質量為。