Question

【題目】硫酸錳在錳系產品中具有重要地位，由軟錳礦(MnO2) 和硫鐵礦(FeS2)制備流程如下:

(1)從“除質2”后的溶液中得到MnSO4的操作為______、降溫結晶、過濾和干燥。

(2)下圖是在一定條件下，不同濃度的硫酸對各元素浸出率的影響，由此得出的相關結論是:

①__________；②__________。提高軟錳礦浸出率的措施還有______和_______。

(3)除鐵劑為H2SO5和氨水。

①H2SO5 中S的化合價為+6，其中過氧鍵的數目為______，加入其目的是_________。

②寫出Fe3+生成沉淀黃銨鐵礬NH4Fe3(SO4)2(OH)6的離子方程式____________。

(4)工業除質劑為MnF2，發生反應為(已知，該溫度下MnF2、CaF2 和MgF2 的Ksp分別為5.0×10-3、2.0×10-10、8.0×10-11)

反應I：MnF2(s) +Ca2+=CaF2(s) +Mn2+

反應II：MnF2(s) +Mg2+=MgF2(s) + Mn2+

若濾液中c(Mg2+) =0.02 mol/L，加入MnF2(s),使Ca2+恰好沉淀完全即溶液中c(Ca2+) =1.0×10-5mol/L，此時是否有MgF2 沉淀生成?_________(列式計算)。

Answer 1

【答案】 蒸發濃縮 硫酸濃度越低（高），浸出率越低（高） 硫酸濃度與錳的浸出率相關性不完全一致 提高溫度 粉碎礦石 1 氧化亞鐵離子，便于形成黃銨鐵礬沉淀 6NH3·H2O + 3Fe3+ + 2SO42- = NH4Fe3(SO4)2(OH)6 + 5NH4+ Ca2+恰好沉淀完全時，c2(F-)=mol·L1=2.0×10–5 mol·L1，

c(Mg2+)×c2(F-)＝0.02×2.0×10–5=4.0×10–7＞Ksp ，因此會生成MgF2沉淀

【解析】試題分析：(1) MnSO4溶液蒸發濃縮、降溫結晶、過濾和干燥得到MnSO4；(2)根據圖示分析不同濃度的硫酸對各元素浸出率；要提高軟錳礦浸出率可以提高溫度或把礦石粉碎；(3) ①H2SO5中S的化合價為+6，結構式是；

；含有過氧鍵，具有氧化性；②Fe3+與NH3·H2O 、 SO42-反應生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6；(4)根據CaF2的Ksp計算Ca2+恰好沉淀完全即溶液中c(F-)，再計算MgF2的Q，Q與MgF2的Ksp比較，若Q> Ksp，則 有沉淀；

解析：(1) MnSO4溶液蒸發濃縮、降溫結晶、過濾和干燥得到MnSO4；(2)根據圖示可知，①硫酸濃度越低，浸出率越低；②硫酸濃度與錳的浸出率相關性不完全一致；提高軟錳礦浸出率可以提高溫度或把礦石粉碎；(3) ①H2SO5中S的化合價為+6，結構式為，過氧鍵的數目為1，H2SO5具有氧化性，把亞鐵離子氧化為鐵離子，便于形成黃銨鐵礬沉淀；②Fe3+與NH3·H2O 、 SO42-反應生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀的離子方程式是6NH3·H2O + 3Fe3+ + 2SO42- = NH4Fe3(SO4)2(OH)6 + 5NH4+；(4) Ca2+恰好沉淀完全時，c2(F-)=mol·L1=2.0×10–5 mol·L1，

c(Mg2+)×c2(F-)＝0.02×2.0×10–5=4.0×10–7＞Ksp ，因此會生成MgF2沉淀。