Question

【题目】锰主要用于钢铁工业生产锰合金钢，锰的化合物有+2、+4、+6、+7 等多种变价，以菱锰矿(主要成分为 MnCO3，还含有少量铁、镍、 钴等碳酸盐杂质)为原料经过一系列反应生产金属锰和高锰酸钾的工艺流程如下：

已知 25 ℃时，部分物质的溶度积常数如下：

物质	Mn(OH)2	Co(OH)2	Ni(OH)2	MnS	CoS	NiS
Ksp	2.1×10－13	3.0×10－16	5.0×10－16	1.0×10－11	5.0×10－22	1.0×10－22

（1）酸溶浸过程中，硫酸需稍过量，除保证反应充分进行外，其他作用还有_________(任写一条)。

（2）除杂1过程加入MnO2后，发生氧化还原反应的离子方程式为_________；滤渣2 的主要成分是____________________________。

（3）为加快过滤速度，选择如图抽滤装置完成。下列有关操作和说法正确的是______。

a. 抽滤的本质是加压过滤

b. 抽滤成功的关键在于合理控制水的流速

c. 微粒直径大于滤纸孔径的物质进入吸滤瓶中

（4）电解1过程阳极电极反应式为____________。

（5）H2O2 是一种常用的绿色氧化剂，在平炉反应中不用 H2O2的原因是__________。

（6）“CO2歧化法” 制备 KMnO4是传统工艺，写出该歧化反应的化学方程式_____________。

Answer 1

【答案】 提供除杂 1 时所需要的酸性环境、抑制 Mn2＋的水解 MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O CoS 和 NiS b Mn2＋＋2H2O -2e- = MnO2＋4H＋ 锰的化合物可催化 H2O2 的分解，使消耗的 H2O2 增多 3K2MnO4 +4CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3或3K2MnO4 +2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3

【解析】（1）酸溶浸过程中，硫酸需稍过量，除保证反应充分进行外，其他作用还有提供除杂 1 时所需要的酸性环境、抑制 Mn2＋的水解；（2）除杂1过程加入MnO2后，将Fe2＋氧化为Fe3＋，以便于通过调节pH使其转化为沉淀而除去，发生氧化还原反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；滤渣1为氢氧化铁，再加入硫化铵将钴镍转化为难溶的硫化物，故滤渣2 的主要成分是CoS 和 NiS；（3）a. 抽滤的本质是减压过滤，选项a错误；b. 抽滤成功的关键在于合理控制水的流速，选项b正确；c. 微粒直径小于滤纸孔径的物质进入吸滤瓶中，选项c错误。答案选b；（4）电解1过程阳极Mn2＋失电子产生MnO2，电极反应式为Mn2＋＋2H2O -2e- = MnO2＋4H＋；（5）H2O2 是一种常用的绿色氧化剂，在平炉反应中不用 H2O2的原因是锰的化合物可催化 H2O2 的分解，使消耗的 H2O2 增多；（6）“CO2歧化法” 制备 KMnO4是传统工艺，该歧化反应锰的化合价由+6价变为+7价和+4价，发生的化学方程式为3K2MnO4 +4CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3或3K2MnO4 +2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3。