题目内容
【题目】某研究性学习小组在网上收集到如下信息：以贫软锰矿和有色金属冶炼厂的
废气为原料制备高纯碳酸锰．已知，贫软锰矿的主要成分为
和少量
、
、
等杂质．工艺流程如图1：
已知：有关氢氧化物沉淀pH对应表
物质 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
氢氧化铁 |
|
|
氢氧化铝 |
|
|
氢氧化亚铁 |
|
|
请回答：
在浸出液除杂过程中需通入适量空气并调节溶液的pH到
，沉淀部分杂质离子，此时滤渣I中主要含有 ______ 
填化学式
．
影响浸锰率的操作因素有多种，其中温度选择不合理时会产生杂质
造成锰损失．温度对浸锰率的影响见图2、图3．
为了提高锰的浸出率，请选择合适的条件 ______ 
填序号
以上
在滤液中加入
生成
的同时还可以获得一种作为肥料的副产物，写出该过程的化学反应方程式 ______ ，从废液中分离出该副产物的操作是蒸发浓缩、 ______ 
若该分离过程在实验室进行，其中除了需要酒精灯、蒸发皿、玻璃棒外，还需要 ______ ．
现有含锰质量分数为
的贫锰矿1吨，若按照上述工艺锰的产率为
，最终获得碳酸锰的质量 ______ ．
【答案】
、
b 
冷却结晶、过滤 漏斗、烧杯 345kg
【解析】
由流程可知，酸浸后的过滤液中含有Mn2+、Fe3+、Al3+，浸取渣为SiO2，结合表格数据可知，除杂若使用氢氧化钠溶液，会使铝离子反应生成偏铝酸根离子，无法生成沉淀，锰离子与氢氧根离子反应生成氢氧化锰沉淀；铝离子完全沉淀时溶液的pH=5.2，铁离子完全沉淀时溶液pH=3.2，所以调节溶液的最小pH为5.2；结合题中阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH可知，Fe3+、Al3+完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，过滤得到的滤液中含硫酸锰，加碳酸氢铵反应生成碳酸锰，以此来解答。
到
，沉淀部分杂质离子，
、
完全转化为
和沉淀；
副反应为
，温度选择不合理时会产生杂质
造成锰损失，根据图象知，温度越高，的生成率越低，所以该反应的正反应是放热反应，焓变小于
；当温度为
时，的生成率为0，故选温度为；
滤液与
生成
的同时还可以获得一种作为肥料的副产物为硫酸铵，该反应为，从废液中分离出该副产物的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，蒸发需要酒精灯、蒸发皿、玻璃棒，过滤需要漏斗、烧杯；
含锰质量分数为
的贫锰矿1吨，则Mn的物质的量为
，由
可知，生成的质量为
。
