一种以软锰矿(主要成分为MnO2、SiO2、Al2O3)和黄铁矿(FeS2、SiO2)为原料冶炼金属锰的工艺流...
问题详情:
一种以软锰矿(主要成分为MnO2、SiO2、Al2O3)和黄铁矿(FeS2、SiO2)为原料冶炼金属锰的工艺流程如图所示:
已知相关金属离子形成*氧化物沉淀的pH如下:
金属离子 | Fe3+ | Mn2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 2.7 | 8.3 | 3.2 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.8 | 5.0 |
回答下列问题:
(1)MnO2本身不能溶于硫*,但是在Fe2+的作用下却能溶解,写出该反应的离子方程式:____________________________。
(2)滤渣1的成分除了SiO2外,还有一种淡黄*的物质是_______________(填化学式)。
(3)除杂步骤中加入的MnCO3的作用是____________________________,该过程需调节溶液pH的范围是___________________________,若把pH调得过高,其后果是_________________________。
(4)用惰*电极进行电解,电解刚开始时*极的电极反应式为____________________,电解后阳极的电解质溶液可返回_______________________(填“*浸”“除杂”或“电解”)工序继续使用。
【回答】
MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O S 调节溶液的pH,使Fe3+和Al3+完全沉淀 5.0≤pH<8.3 会使Al元素形成AlO2-混入溶液中而无法分离出来,且锰的产率会降低 Mn2++2e-=Mn *浸
【分析】
(1)MnO2具有氧化*,Fe2+具有还原*,在**条件下发生氧化还原反应;
(2)根据元素守恒法结合固体的颜*作答;
(3)加入MnCO3,根据沉淀所需的pH除去Fe3+和Al3+,且不引入新的杂质;依据相关金属离子形成*氧化物沉淀的pH表格数据分析作答;
(4)电解质主要为硫*锰,依据电解原理分析惰*电极中*阳极的放电顺序,据此回答。
【详解】
(1)Fe2+在**条件下将MnO2还原为Mn2+,其离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O,
故*为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(2)FeS2与硫*会反应生成淡黄*难溶于水的沉淀,为S单质,
故*为S;
(3)加入的MnCO3可调节溶液的pH到合适的范围,使Fe3+和Al3+完全沉淀,所需的pH值≥5.0,而Mn2+开始沉淀的pH为8.3,则调节的pH范围为:5.0≤pH<8.3;
故*为调节溶液的pH,使Fe3+和Al3+完全沉淀;若把pH调得过高,*氧化铝沉淀会被碱*溶液溶解,生成偏铝*根离子,且从沉淀所需pH值表格数据可看出,Mn2+会开始沉淀,导致锰的产率会降低,
故*为调节溶液的pH,使Fe3+和Al3+完全沉淀;5.0≤pH<8.3;会使Al元素形成AlO2-混入溶液中而无法分离出来,且锰的产率会降低
(4)用惰*电极进行电解MnSO4,*极Mn2+得电子发生还原反应得到金属锰,其电极反应式为:Mn2++2e-=Mn,阳极发生氧化反应,其电极反应式为:4OH−− 4e-=O2↑+2H2O,使溶液呈**,得到的硫*溶液可返回“*浸”工序重复利用,
故*为Mn2++2e-=Mn;*浸。
知识点:氧化还原反应
题型:综合题