Question

【題目】工業上用軟錳礦(主要成分為MnO2，含有少量的SiO2和FeS2雜質)為原料制取高純MnO2，其工藝流程如下：

回答下列問題：

(1)步驟①將軟錳礦研磨成細粉的主要目的是________；步驟②酸浸取時，主要產物有S、MnSO4及Fe2(SO4)3，寫出反應的化學方程式：________。

(2)濾渣Ⅰ的主要成分是________。

(3)步驟④加入氨水調節pH=4，過濾后的濾液中，c(Fe3+)=________mol/L。{已知Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38}

(4)步驟⑤所得的濾渣Ⅱ可用于制備鐵紅，該反應的化學方程式為________。

(5)步驟⑥電解MnSO4酸性溶液，原理如圖所示。陽極產生MnO2，其電極反應式為________；陰極產生的氣體為________(寫化學式)。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，提高硫酸浸取時的浸取率及反應速率 3MnO2+2FeS2+6H2SO4=3MnSO4+Fe2(SO4)3+4S+6H2O S、SiO2 1×10-8 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ H2

【解析】

(1)將軟錳礦磨成細粉，可提高浸取率；MnO2和FeS2與硫酸反應生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3；

(2)S、SiO2不與硫酸反應；

(3)根據Ksp[Fe(OH)3]計算；

(4)濾渣Ⅱ為Fe(OH)3，受熱分解得到Fe2O3；

(5)陽極發生氧化反應，MnSO4失去電子產生MnO2；陰極由氫離子得電子生成氫氣。

(1)為了提高浸取率，將軟錳礦磨成細粉，主要目的是：增大接觸面積，提高硫酸浸取時的浸取率及反應速率；MnO2和FeS2與硫酸反應生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3，則化學方程式為3MnO2+2FeS2+6H2SO4=3MnSO4+Fe2(SO4)3+4S+6H2O；

(2)S、SiO2不與硫酸反應，最后以沉淀的形式分離出來；

(3)pH=4時，c(OH-)=10-10mol/L，c(Fe3+)===1×10-8mol/L；

(4)步驟⑤所得的濾渣Ⅱ為Fe(OH)3，受熱分解，得到Fe2O3，則化學方程式為：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O；

(5)陽極發生氧化反應，MnSO4失去電子產生MnO2，電極反應式為：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+；陰極由氫離子得電子生成氫氣。