Question

【题目】在工业、农业等方面有广泛的应用，工业上可由高铁菱锰矿（主要成分为，含有、、、等杂质）制备，部分工艺流程如图所示：

相关金属离子生成氢氧化物沉淀的（开始沉淀的按离子浓度为计算）：

金属离子
开始沉淀的	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9
沉淀完全的	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9

（1）“氧化”时发生反应的离子方程式为______________。

（2）“调”范围至5～6，得到滤渣2的主要成分除外还有_____________。

（3）“除杂”过程中加入的目的是______。

（4）“沉锰”过程中发生反应的化学方程式为______。

（5）在水中的溶解度与温度关系如图。由获得较纯净的晶体的方法是：将溶于适量的稀硫酸，控制温度在之间蒸发结晶，______，得到晶体，洗涤、烘干。晶体通常采用减压烘干的原因是______。

Answer 1

【答案】2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 、 除去Mg2+ 趁热过滤 防止失去结晶水

【解析】

根据流程：高铁菱锰矿(主要成分为MnCO3，含有FeCO3、Al2O3、MgO、SiO2等杂质)加入硫酸酸浸，得到Mn2+、Fe2+、Al3+、Mg2+的酸性溶液，SiO2不溶，滤渣1为SiO2，向滤液加入MnO2，将二价铁离子氧化成三价铁，反应为：2FeSO4 +MnO2 +2H2SO4=Fe2(SO4)3 +MnSO4 +2H2O，氨水调节pH5～6沉淀Fe3+、Al3+，得到氢氧化铁和氢氧化铝的沉淀，滤渣2为多余的MnO2、Al(OH)3 Fe(OH)3，中加入MnF2除去Mg2+，滤渣3为MgF2，除杂后的溶液主要含有Mn2+，加入碳酸氢铵和氨水的混合物沉锰：Mn2++HCO3-+NH3H2O=MnCO3↓+NH4++H2O，将MnCO3溶于适量的稀硫酸，控制温度为90℃以上结晶，得到MnSO4H2O晶体，洗涤、烘干得到产品，以此解答该题。

(1)酸浸后，溶液中含有亚铁离子，能被二氧化锰氧化，得到三价铁离子和二价锰离子，故离子方程式为2Fe2+ +MnO2 +4H+=2Fe3+ +Mn2+ +2H2O；
(2)根据氢氧化物沉淀的 pH，“调pH”范围至5～6，得到滤渣2的主要成分除MnO2外还有Al(OH)3、Fe(OH)3；
(3)根据分析“除杂”过程中加入MnF2的目的是除去Mg2+；
(4)根据分析，除杂后的溶液主要含有Mn2+，加入碳酸氢铵和氨水的混合物沉锰：MnSO4+NH4HCO3+NH3H2O=MnCO3↓+(NH4)2SO4+H2O；
(5)由MnCO3获得较纯净的MnSO4H2O 晶体应先将MnCO3溶解，MnSO4在90℃析出MnSO4H2O，所以控制温度在之间蒸发结晶，并且要趁热过滤，得到MnSO4H2O晶体，洗涤、烘干得到产品，晶体通常采用减压烘干的原因是温度较低可防止MnSO4H2O失去结晶水。