硫*锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)为原料制备硫*...

问题详情：

硫*锰是一种重要的化工中间体，是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)为原料制备硫*锰的工艺流程如下：

已知：①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。

②金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示(25℃)：

③此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54；离子浓度≤10－5mol·L－1时，离子沉淀完全。

请回答：

(1)传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，其缺点为___________。

(2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_________________________________。若省略“氧化”步骤，造成的后果是_________________________________。

(3)“中和除杂”时，生成沉淀的主要成分为______________________(填化学式)。

(4)“*化除杂”时，若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全，需维持c(F－)不低于___________。(已知：Ksp(MgF2)=6.4×10－10；Ksp(CaF2)=3.6×10－12)

(5)“碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为______________________。

(6)“系列*作”指___________、过滤、洗涤、干燥

(7)用惰*电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，电解过程中阳极的电极反应式为___________。

【回答】

产生硫化*等气体，污染环境    MnO2+2Fe2++4H+＝2Fe3++Mn2++2H2O    Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠，造成Mn2+损失（或Fe2+去除不完全，影响产品纯度）    Fe（OH）3、Al（OH）3    8×10﹣3 mol•L﹣1    Mn2++2HCO3-＝MnCO3↓+CO2↑+H2O    蒸发浓缩、冷却结晶    Mn2++2H2O﹣2e﹣＝MnO2+4H+   

【分析】

高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)与氧化锰矿混合焙烧，得到MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO，加入硫*，得到Mn2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+的**溶液，加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子便于除去，再加入碳*钙中和，将铁离子与铝离子以*氧化物的形式除去，加入MnF2除杂，使溶液中的Mg2+沉淀完全，此时溶液中的金属离子为锰离子，加入碳**铵发生Mn2++2 HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，加入硫*溶解碳*锰，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫*锰的水合物，据此分析解答。

【详解】

(1)高锰矿含有FeS，传统工艺处理高硫锰矿时，不经“混合焙烧”，而是直接用H2SO4浸出，产生硫化*等气体，污染环境；故*为产生硫化*等气体，污染环境；

(2)氧化时用二氧化锰氧化亚铁离子，离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+＝2Fe3++Mn2++2H2O；若省略“氧化”步骤，根据图表Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠，造成Mn2+损失(或Fe2+去除不完全，影响产品纯度)；故*为MnO2+2Fe2++4H+＝2Fe3++Mn2++2H2O；Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠，造成Mn2+损失(或Fe2+去除不完全，影响产品纯度)；

(3)“中和除杂”时，碳*钙与铁离子、铝离子水解产生的H+反应，从而促进了水解平衡向正向移动，得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，故*为Fe(OH)3、Al(OH)3；

(4)已知：Ksp(MgF2)＝6.4×10﹣10，若使溶液中的Mg2+沉淀完全，需维持c(F﹣)不低于mol/L＝8×10﹣3 mol•L﹣1；故*为8×10﹣3 mol•L﹣1；

(5)“碳化结晶”时，发生反应的离子方程式为：Mn2++2HCO3-＝MnCO3↓+CO2↑+H2O，故*为Mn2++2HCO3-＝MnCO3↓+CO2↑+H2O；

(6)硫*锰溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫*锰的水合物，故*为蒸发浓缩、冷却结晶；

(7)用惰*电极电解MnSO4溶液可制备MnO2，电解过程中阳极发生氧化反应，元素化合价升高，故为硫*锰失去电子生成二氧化锰，电极反应式为Mn2++2H2O﹣2e﹣＝MnO2+4H+，故*为Mn2++2H2O﹣2e﹣＝MnO2+4H+。

知识点：镁和铝

题型：综合题