题目内容
【题目】一种以软锰矿(主要成分为MnO2、SiO2、Al2O3)和黄铁矿(FeS2、SiO2)为原料冶炼金属锰的工艺流程如图所示：
已知相关金属离子[c(Mn+)=0.1molL-1]形成氢氧化物沉淀的pH如下：
金属离子 | Fe3+ | Mn2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 2.7 | 8.3 | 3.2 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.8 | 5.0 |
回答下列问题：
（1）MnO2本身不能溶于硫酸，但是在Fe2+的作用下却能溶解，写出该反应的离子方程式：___。
（2）滤渣1的成分除了SiO2外，还有一种淡黄色的物质是___(填化学式)。
（3）除杂步骤中加入的MnCO3的作用是___，该过程需调节溶液pH的范围是___，若把pH调得过高，除了会使锰的产率会降低，其后果还有___。
（4）用惰性电极进行电解，电解刚开始时阴极的电极反应式为___，电解后阳极的电解质溶液可返回___(填“酸浸”“除杂”或“电解”)工序继续使用。
【答案】MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O S 调节溶液的pH，使Fe3+和Al3+完全沉淀 5.0≤pH＜8.3 会使Al元素形成AlO2-混入溶液中而无法分离出来 Mn2++2e-=Mn 酸浸
【解析】
在流程中，有硫酸溶解软锰矿和黄铁矿，Al2O3、FeS2溶解产生Al3+、Fe2+，MnO2和SiO2不溶解，根据题（1）（2）可知，MnO2和Fe2+、S22-在硫酸中发生氧化还原反应生成Mn2+、Fe3+和S，使MnO2也溶解在溶液中，所以滤渣I的主要成分有SiO2和S，所得滤液中含有Al3+、Mn2+、Fe2+、Fe3+；然后，向滤液中加入H2O2的目的是为了将Fe2+全部转化为Fe3+，再加入MnCO3，以调节溶液pH至5.0≤pH＜8.3，使得Fe3+、Al3+完全沉淀，这样就可以获得纯净的MnSO4溶液，所以滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；再电解所得的MnSO4溶液即可得到金属Mn。
（1）MnO2具有强氧化性，Fe2+具有还原性，二者在硫酸中发生氧化还原反应:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；
（2）FeS2中S呈-1价，也具有较强的还原性，可以被MnO2氧化为S，且题中已经告知滤渣1除了SiO2之外，还含有淡黄色物质，则只有S符合题意；
（3）除杂步骤中加入的MnCO3的作用是使Fe3+和Al3+完全沉淀，根据表格提供的信息可知，需要将溶液pH调制的范围为5.0≤pH＜8.3；若溶液pH过高，Al(OH)3会形成AlO2-，溶解到溶液中，使得所得的MnSO4溶液含有杂质，无法分离；
（4）电解时，点解质溶液为MnSO4溶液，阴极反应为：Mn2++2e-=Mn，阳极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，由此可以看出电解产物除了Mn之外，还有H2SO4，故电解后阳极的电解质溶液可返回酸浸工序继续使用。
能力评价系列答案
唐印文化课时测评系列答案
【题目】常温下，某同学将盐酸与氨水等体积混合，混合前两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表。据表分析，下列说法正确的是（ ）
实验编号 | 氨水浓度/mol·L－1 | 盐酸浓度/mol·L－1 | 混合溶液pH |
① | 0.1 | 0.1 | pH＝5 |
② | c | 0.2 | pH＝7 |
③ | 0.2 | 0.1 | pH＞7 |
A.②中，c＝0.2
B.①、③所得溶液中的
：①>③
C.③中所得溶液中c(NH4+)+c(H+)＝c(OH－)+c(NH3·H2O）
D.①中所得混合溶液，由水电离出的c(H＋)＝1×10－9 mol·L－1
