Question

【題目】利用低品位軟錳礦漿（主要成分是MnO2，少量的Fe3+、Al3+等）吸收高溫焙燒含硫廢渣產生的SO2廢氣，制備硫酸錳晶體可實現資源的綜合利用和環境治理。

已知，浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn2+，還含有少量的Fe2+、Al3+等其他金屬離子。有關金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH見表：

離子	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH	加堿溶解的pH
Fe2+	7.6	9.7
Fe3+	2.7	3.7
Al3+	3.8	4.7	>8.5
Mn2+	8.3	9.8

（1）寫出浸出過程中主要反應的化學方程式_____________________________。為了提高軟錳礦的浸取率，可以采取的措施除了充分攪拌外還有：_____________________（至少答兩點）。

（2）寫出氧化過程中主要反應的離子方程式：_____________________________。

（3）①在氧化后的液體中加入石灰漿，用于調節pH，pH應調節至______。②若加入的石灰漿過多，會使得MnSO4H2O晶體中含有較多雜質，其原因是_____________________________。

（4）下列各組試劑中，能準確測定尾氣中SO2含量的是______（選填序號）。

a.NaOH溶液、品紅溶液 b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液 c.碘水、淀粉溶液

Answer 1

【答案】 SO2+MnO2=MnSO4 適當升溫、緩慢通氣等 2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 4.7～8.3 若加入的石灰漿過多，氫氧化鋁與氫氧化鈣反應生成偏鋁酸根離子 bc

【解析】高溫焙燒含硫廢渣產生的SO2廢氣，軟錳礦漿的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn2+，則MnO2與SO2發生氧化還原反應，浸出液還含有少量的Fe2+、Al3+等其他金屬離子，Fe2+具有還原性，可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+，在氧化后的液體中加入石灰漿，雜質中含有Fe2+、Al3+、Ca2+三種陽離子，由沉淀的pH范圍知，Fe2+的沉淀與Mn2+離子的沉淀所需的pH接近，而Fe3+則相差很遠，故可以將Fe2+氧化成Fe3+而除雜，然后調節pH值在4.7～8.3間，Fe3+、Al3+陽離子通過調pH值，轉化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，同時生成微溶的硫酸鈣，過濾，濾渣主要有氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣，由于制取的MnSO4H2O含有結晶水，故操作a采用蒸發濃縮結晶的方法，得到MnSO4H2O。

(1)低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn2+，則MnO2與SO2發生氧化還原反應，反應的化學方程式為SO2+MnO2=MnSO4，為了提高軟錳礦的浸取率，可以采取的措施除了充分攪拌外還可以適當升溫、緩慢通氣等，故答案為：SO2+MnO2=MnSO4；適當升溫、緩慢通氣；

(2)雜質離子中只有Fe2+具有還原性，可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+，反應的離子方程式為2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，故答案為：2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；

(3)①雜質中含有Fe3+、Al3+陽離子，從圖可表以看出，大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去，小于8.3是防止Mn2+也沉淀，所以只要調節pH值在4.7～8.3間即可，故答案為：4.7～8.3；

②若加入的石灰漿過多，氫氧化鋁與氫氧化鈣反應生成偏鋁酸根離子，離子反應方程式為：Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O，故答案為：若加入的石灰漿過多，氫氧化鋁與氫氧化鈣反應生成偏鋁酸根離子(或Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O)；

(4)a．二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉，亞硫酸鈉和二氧化硫、水又能反應生成亞硫酸氫鈉，有兩步反應，所以無法準確測定尾氣中SO2含量，故a錯誤；b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液和二氧化硫能發生氧化還原反應而使溶液褪色，只發生一步反應，所以能準確測定尾氣中SO2含量，故b正確；c．碘和二氧化硫能發生氧化還原反應而使溶液褪色，只發生一步反應，所以能準確測定尾氣中SO2含量，故c正確；故答案為：bc。