Question

菱锰矿的主要成分是MnCO₃(含有少量FeS₂、Al₂O₃)，以菱锰矿为原料制备锰单质的流程如下所示：

浆化溶液1溶液2精制—→电解—→Mn

请回答下列问题：

(1)菱锰矿在浸取前需要粉碎，其目的是______________________________。

(2)用稀硫酸浸取时，主要反应的离子方程式为____________；加入二氧化锰时被氧化的物质是____________(填化学式)。

(3)已知Fe、Al、Mn的氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH如表所示，则加氨水沉淀时应控制溶液的pH范围为______________。此时得到的沉淀是____________、__________(填化学式)。

氢氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mn(OH)2
开始沉淀pH	1.8	4.1	8.3
完全沉淀pH	3.2	5.0	9.8

(4)电解硫酸锰溶液时，阴极的电极反应式为____________________。用酸性高锰酸钾溶液检验Mn^2＋，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为______________。

Answer 1

答案　(1)增大接触面积，便于浆化，提高浸出率

(2)MnCO₃＋2H^＋===Mn^2＋＋CO₂↑＋H₂O　FeS₂

(3)5.0≤pH<8.3　Al(OH)₃　Fe(OH)₃

(4)Mn^2＋＋2e^－===Mn

2MnO＋3Mn^2＋＋2H₂O===5MnO₂↓＋4H^＋

解析　(1)矿石粉碎可增大固体与液体、固体与气体的接触面积，可从影响化学反应速率因素的角度进行分析。

(2)FeS₂中的＋2价铁及－1价硫都具有还原性，均可被MnO₂氧化。

(3)根据几种离子沉淀的pH，控制溶液的酸碱性使氢氧化铝完全沉淀(氢氧化铁已完全沉淀)，氢氧化锰没有开始沉淀。

(4)电解硫酸锰溶液时，阴极上锰离子发生还原反应生成锰单质。高锰酸钾将锰离子氧化成二氧化锰。