Question

【题目】用生产钛白的副产品FeSO4与软锰矿（主要成分是MnO2）可制备高纯MnO2

（1）步骤①中研磨的目的是______________________。

（2）步骤②中主要发生的反应是FeSO4与MnO2转化为MnSO4与__________。

（3）步骤②中Mn2+浸出率受初始H2SO4浓度与温度的影响如下图所示。

软锰矿粉酸浸的适宜条件是________________。

（4）步骤②中，若硫酸初始浓度小于1.8mol/L，反应进行一段时间后，有红褐色固体析出，其原因是____________。

（5）已知MnSO4粗液中还含有Al3+、Fe3+和Ni2+离子，溶液中离子生成氢氧化物的pH如下表：

	Al(OH)3	Fe(OH)3	Ni(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀时pH	3.4	1.5	6.9	8.2
完全沉淀时pH	4.7	2.8	8.9	10.2

注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1

步骤③进行的操作是：调节pH=5.4，过滤，滤渣中含_____________________。

（6）已知：几种难溶物的溶解平衡常数K

化学式	MnCO3	NiCO3	MnS	NiS
K	2.24×10-11	1.42×10-7	4.65×10-14	1.07×10-21

步骤③还需加入的除杂试剂是_______固体（填序号）。

A.Na2CO3 B.MnCO3 C.Na2S D.MnS

（7）步骤⑤中焙烧MnCO3制MnO2，发生反应的化学方程式是_____________。

Answer 1

【答案】增大反应面积，加快化学反应速率 Fe2(SO4)3 硫酸浓度2.1mol/L，T=70℃ 随着反应进行，pH变大，Fe3+水解生成Fe(OH)3 Al(OH)3、Fe(OH)3 D 2MnCO3+O22MnO2+2CO2

【解析】

软锰矿粉碎后，能增大与硫酸亚铁、硫酸的接触面积，提高反应速率；软锰矿与硫酸亚铁反应生成硫酸锰和硫酸铁；通过调节pH，除去溶液中的铁离子，得到硫酸锰，在经过提纯得到高纯二氧化锰。

（1）步骤①中研磨使软锰矿变为细小颗粒，可增大反应面积，提高反应速率；

（2）步骤②中Mn的化合价降低，则Fe的化合价升高，则生成硫酸铁；

（3）根据图像信息，Mn2+浸出率高时，硫酸的浓度为2.1mol/L，温度为70℃；

（4）随反应的进行，硫酸越来越少，溶液的pH逐渐增大，铁离子水解程度增大，生成氢氧化铁的量增大；

（5）根据表中数据，调节pH=5.4，溶液中的Al3+、Fe3+完全变为沉淀，则滤渣的成分为Al(OH)3、Fe(OH)3；

（6）根据表中给定的Ksp，Ksp（MnS）>Ksp（NiS），加入MnS即可除去溶液中的Ni2+，答案为D；

（7）步骤⑤中通入空气焙烧MnCO3制MnO2，Mn的化合价升高，则空气中的氧气参与反应，化合价降低，反应的方程式为2MnCO3+O22MnO2+2CO2。