Question

【題目】某種碳酸錳礦的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸錳難溶于水。一種運用陰離子膜電解法的新技術(shù)可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳，流程如下：

（1）寫出用稀硫酸溶解碳酸錳反應(yīng)的離子方程式______________________________。

（2）已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表：

離子	Fe3+	Al3+	Fe2+	Mn2+	Mg2+
開始沉淀的pH	2.7	3.7	7.0	7.8	9.3
沉淀完全的pH	3.7	4.7	9.6	9.8	10.8

①流程中先加雙氧水的目的是__________________________________________。

②加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH等于6，則濾渣的成分是__________________，濾液中含有的陽離子有H+ 和___________________。

（3）在浸出液里錳元素只以Mn2+ 的形式存在，且濾渣中也無MnO2，請解釋原因_________。

（4）陰離子膜法電解裝置如右圖所示，電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動的方向，則A電極是______極。實際生產(chǎn)中，陽極以稀硫酸為電解液，陽極的電極反應(yīng)式為__________________________。

（5）該工藝之所以采用陰離子交換膜，是為了防止Mn2+ 進入陽極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資浪費，寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式________________________________。

Answer 1

【答案】 MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O 將Fe2+氧化為Fe3+ Al(OH)3、Fe(OH)3 Mn2+、Mg2+、NH4+ MnO2在酸性條件下被二價鐵還原為Mn2+ 負極 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O4e-=O2↑+4H+ Mn2+-2e-+2H20=MnO2+4H+

【解析】（1）用稀硫酸溶解碳酸錳反應(yīng)的離子方程式為MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O。

（2）①流程中先加雙氧水的目的是將Fe2+氧化為Fe3+。

②加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH等于6，由表中數(shù)據(jù)可知，pH=6時，F(xiàn)e3+和Al3+可以完全沉淀，其他離子不會沉淀，所以濾渣的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3，濾液中含有的陽離子有H+ 和Mn2+、Mg2+、NH4+。

（3）在浸出液里錳元素只以Mn2+ 的形式存在，且濾渣中也無MnO2，因為MnO2在酸性條件下被二價鐵還原為Mn2+。

（4）由圖可知，溶液中陰離子由左向右移動，則與B相連的電極為陽極，B電極為正極，所以A電極是負極。實際生產(chǎn)中，陽極以稀硫酸為電解液，陽極上OH-放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O4e-=O2↑+4H+。

（5）該工藝之所以采用陰離子交換膜，是為了防止Mn2+ 進入陽極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資浪費，該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。