Question

工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO₂的工艺流程如下：

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Pb(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

 
请回答下列问题：
(1)酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是__________________。
(2)酸浸后的溶液中含有Mn^2＋、SO₄^2—，另含有少量Fe^2＋、Fe^3＋、Al^3＋、Cu^2＋、Pb^2＋等，其除杂过程如下：
①加入MnO₂将Fe^2＋氧化，其离子反应方程式为__________________________。
②加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，其主要目的是
_____________________________________________________________。
③加入BaS，除去Cu^2＋、Pb^2＋后，再加入NaF溶液，除去______________________。
(3)从溶液A中回收的主要物质是________________，该物质常用作化肥。
(4)MnO₂粗品中含有少量Mn₃O₄，可以用稀硫酸处理，将其转化为MnSO₄和MnO₂，然后再用氧化剂将Mn^2＋转化为MnO₂，制得优质MnO₂。写出Mn₃O₄与稀硫酸反应的化学方程式：______________________________。

Answer 1

(1)增大接触面积，加快反应速率(使反应更充分)
(2)①2Fe^2＋＋MnO₂＋4H^＋=2Fe^3＋＋Mn^2＋＋2H₂O
②除去Fe^3＋、Al^3＋　③Ca^2＋
(3)(NH₄)₂SO₄
(4)Mn₃O₄＋2H₂SO₄=2MnSO₄＋MnO₂＋2H₂O

(1)将碳酸锰矿粉碎，可以增大与H₂SO₄的接触面积，加快化学反应速率。(2)根据沉淀时的pH值，应把Fe^2＋氧化；加入CaO和H^＋反应，增大pH到5.2～6.0可使Al^3＋、Fe^3＋完全转化为Al(OH)₃、Fe(OH)₃沉淀，除去Fe^3＋、Al^3＋；调节pH值时，加入了CaO，为了除去Ca^2＋，应加入NaF，使之生成CaF₂沉淀。
(3)溶液A中的阴离子为SO₄^2—，所以加NH₄HCO₃后，生成的主要物质是(NH₄)₂SO₄，作为氮肥用。
(4)Mn₃O₄＋2H₂SO₄=2MnSO₄＋MnO₂＋2H₂O　(用倒配法配平，Mn₃O₄中Mn的化合价为＋)。