Question

【题目】为了回收利用SO2 ， 研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气，制备硫酸锰晶体的生产流程，其流程示意图如下：
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

请回答下列问题：
（1）写出浸出过程中主要反应的化学方程式： ．
（2）写出氧化过程中主要反应的离子方程式： ．
（3）在氧化后的液体中加入石灰浆，并用pH试纸测定调节pH，pH应调节范围是

Answer 1

【答案】
（1）SO2+MnO2=MnSO4
（2）2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
（3）4.7～8.3
【解析】解：高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气，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，浸出液还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子，Fe2+具有还原性，可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+ ， 在氧化后的液体中加入石灰浆，杂质中含有Fe2+、Al3+、Ca2+等阳离子，由沉淀的pH范围知，Fe2+的沉淀与Mn2+离子的沉淀所需的pH接近，而Fe3+则相差很远，故可以将Fe2+氧化成Fe3+而除杂．调节pH值在4.7～8.3间，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，过滤，滤渣主要有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙，由于制取的MnSO4H2O含有结晶水，故操作a采用蒸发浓缩结晶的方法，得到MnSO4H2O．（1）从流程图看，浸出过程是软锰矿浆（MnO2）与SO2的反应，（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，反应的化学方程式为SO2+MnO2=MnSO4 ． 所以答案是：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，
所以答案是：2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；（3）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．
所以答案是：4.7～8.3．