Question

工业上常利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO₂）来吸收含SO₂的废气，最终制得硫酸锰晶体（MnSO₄?H₂O），其主要流程如下：
已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺等其他金属离子．有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe2+	7.6	9.7
Fe3+	2.7	3.7
Al3+	3.8	4.7
Mn2+	8.3	9.8

（1）软锰矿浆中通入含SO₂废气后，发生主要反应的化学方程式为______．
（2）浸出液中加入MnO₂粉末的目的是______；反应的离子方程式是______．
（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是______；pH应调节的范围是______．
（4）滤渣的主要成分是______（用化学式表示）．

Answer 1

解：（1）低品位软锰矿浆的主要成分是MnO₂，通入SO₂浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，则MnO₂与SO₂发生氧化还原反应的化学方程式为SO₂+MnO₂=MnSO₄，
故答案为：SO₂+MnO₂=MnSO₄；
（2）杂质离子中只有Fe²⁺具有还原性，可以被MnO₂在酸性条件下氧化成Fe³⁺，反应的离子方程式为2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O，
故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O；
（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是除去杂质中含有Fe³⁺、Al³⁺阳离子，从图可表以看出，大于4.7可以将Fe³⁺和Al³⁺除去，小于8.3是防止Mn²⁺也沉淀，所以只要调节pH值在4.7～8.3间即可，
故答案为：使Fe³⁺Al³⁺完全沉淀；4.7≤pH≤8.3；
（4）Fe³⁺、Al³⁺阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时生成微溶的硫酸钙，所以滤渣主要有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙．
故答案为：氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙．
分析：（1）从流程图看，浸出过程是软锰矿浆（MnO₂）与SO₂的反应．
（2）杂质离子中只有Fe²⁺具有还原性，可以被MnO₂在酸性条件下氧化成Fe³⁺；
（3）从表可以看出，只要调节pH值在4.7～8.3间，大于4.7可以将Fe³⁺和Al³⁺除去，小于8.3是防止Mn²⁺也沉淀；
（4）Fe³⁺、Al³⁺阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时生成微溶的硫酸钙．
点评：本题以制备硫酸锰的生产流程为知识载体，考查化学反应的书写，及除杂中的问题，题目难度中等，本题注意把握数据处理能力和流程分析能力．