Question

【題目】工業(yè)上利用軟錳礦漿煙氣脫硫吸收液制取電解錳，并利用陽極液制備高純碳酸錳、回收硫酸銨的工藝流程如下（軟錳礦的主要成分是MnO2，還含有硅、鐵、鋁的氧化物等雜質(zhì)）：

已知：Fe(OH)3的Ksp=l.0×10-38，Al(OH)3的Ksp=1.0×10-34

（1）一定溫度下， “脫硫浸錳”主要產(chǎn)物為MnSO4，生成該產(chǎn)物的化學(xué)方程式為_________。

（2）常溫下，調(diào)節(jié)pH=6時，得到的“濾渣2”主要成分為Fe(OH)3和_____（化學(xué)式），此時溶液中的Fe3+物質(zhì)的量濃度為_________ 。

（3）“電解”時用惰性電極，陽極的電極反應(yīng)式為_______________。

（4）“50℃碳化”得到高純碳酸錳，反應(yīng)的離子方程武為____________________。“50℃碳化”時加入過量NH4HCO3，可能的原因：①使MnSO4充分轉(zhuǎn)化為MnCO3；②________________；③________________。

Answer 1

【答案】 MnO2+SO2=MnSO4(2分)或H2O+SO2 =H2SO3、MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O Al (OH)3 l.0×l0-14mol/L 4OH--4e-=O2↑+2H2O Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O NH4HCO3與電解生成的酸反應(yīng)，防止MnCO3沉淀溶解損失 NH4HCO3受熱分解損失

【解析】（1）由流程可知，“脫硫浸錳”環(huán)節(jié)主要是二氧化硫與MnO2作用生成硫酸錳，化學(xué)方程式為MnO2+SO2=MnSO4或H2O+SO2=H2SO3、MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O。

（2）“脫硫浸錳”環(huán)節(jié)，鐵、鋁的氧化物等雜質(zhì)也會反應(yīng)，溶液中會有Al3+、Fe3+，可能還有Fe2+；氧化環(huán)節(jié)，加雙氧水確保溶液中鐵元素以Fe3+形式存在；加氨水調(diào)節(jié)溶液的PH=5～6把Al3+和Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去，故“濾渣2”中主要成分的化學(xué)式為Fe(OH)3、Al(OH)3；常溫下，pH=6時c(H+)=10-6mol/L，c(OH-)=Kw/c(H+)=10-8mol/L，此時溶液中的Fe3+物質(zhì)的量濃度為： =molL-1=l.0×l0-14mol/L。

（3）“電解”時用惰性電極，陽極由水電離出的氫氧根離子放電，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+)。

（4）“50℃碳化”得到高純碳酸錳，結(jié)合流程可得，Mn2+和HCO3-反應(yīng)生成MnCO3和CO2，根據(jù)原子守恒，還有水生成，故離子方程式為Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O；因為①原溶液顯酸性、②碳酸氫銨受熱易分解，所以“50℃碳化”時加入過量NH4HCO3，可能的原因是：①NH4HCO3與H+反應(yīng)，防止MnCO3沉淀溶解損失；②可以防止NH4HCO3受熱分解損失。