Question

【題目】工業上以碳酸錳礦為主要原料生產MnO2的工藝流程如下圖:

有關氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表:

氫氧化物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Pb(OH)2	Mn(OH)2
開始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

問答下列問題:

（1） 酸浸前將碳酸錳礦粉碎的作用是 。

（2） 酸浸后的溶液中含有Mn2+、SO42-，另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+等，其除雜過程如下:

①加入MnO2將Fe2+氧化，其反應的離子方程式為 。

②加入CaO將溶液的pH調到5.2~6.0，其主要目的是 。

③加入BaS，除去Cu2+、Pb2+后，再加入NaF溶液，除去 。

（3） 從溶液A中回收的主要物質是 ，該物質常用作化肥。

（4） MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸處理，將其轉化為MnSO4和MnO2，然后再用氧化劑將Mn2+轉化為MnO2，制得優質MnO2。寫出Mn3O4與稀硫酸反應的化學方程式: 。

Answer 1

【答案】（1）增大接觸面積,加快反應速率(或使反應更充分)

（2）①2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O②除去Fe3+、Al3+③Ca2+

（3）(NH4)2SO4

（4）Mn3O4+2H2SO42MnSO4+MnO2+2H2O

【解析】

試題分析：（1）將反應物粉碎的作用是增大接觸面積，加快反應速率，使反應更充分；

（2） 酸浸后的溶液中含有Mn2+、SO42-，另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+等，其除雜過程如下:①加入MnO2將Fe2+氧化為Fe3+，其反應的離子方程式為2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O ；②pH調到5.2～6.0，其主要目的是除去Fe3+、A13+；③溶液中除去Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+，但第②加入了Ca2+，再加入NaF溶液，顯然是除去Ca2+；

（3）流程得到的是碳酸錳沉淀，溶液中主要剩余NH4+和SO42-，故回收的物質是(NH4)2SO4。

（4）Mn3O4用稀硫酸處理，轉化為MnSO4和MnO2，反應方程式可寫成：Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2，根據原子守恒，還應有水生成，利用化合價法和原子守恒配平方程式得：Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O。