Question

【题目】某研究小组利用软锰矿浆（主费成分是MnO2）吸收工业要气中的SO2，并制备硫酸锰的生产流程如下（浸出液的pH<2，其中除含Mn2+外。还含有少量Fe2+、Al3+、Ca2+等金属离子）:

操作1的滤液通过阳离子吸附剂除去Ca2+。金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe2＋	7.6	9.7
Fe3＋	2.7	3.7
Al3＋	3.8	4.7
Mn2＋	8.3	9.8

请回答下列问题：

（1）浸出过程中被氧化的物质的化学式为____________________________。

（2）氧化过程中主要反应的离子方程式_________________________________。

（3）在氧化后的液体中加入石灰浆调节pH，pH的范围是_____________________。

（4）操作1的名称是________，操作2包括蒸发浓缩、______过滤、洗涤、干燥等操作。

（5）为测定所得MnSO4·H2O的纯度，准确称取上述样品1.720g加入适量H2SO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2+全部氧化成Mn3+后，配成200mL溶液。取20.00mL该溶液，向其中逐滴加入0.0500mol/L的FeSO4溶液，发生如下反应：Fe2++Mn3+=Fe3++Mn2+。当反应恰好完全进行时，共消耗FeSO4溶液19.50mL。通过计算确定MnSO4·H2O的纯度（写出计算过程）_____。

Answer 1

【答案】 SO2 2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 4.7～8.3 过滤 冷却结晶 0.958

【解析】（1）软锰矿浆的主要成分是MnO2,通入SO2浸出液的pH<2，其中的金属离子主要是Mn2+，则与SO2发生氧化还原反应，反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。

（2）杂质离子中只有Fe2+具有还原性,可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+，反应的离子方程式为4H++MnO2+2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O；

（3）杂质中含有Fe3+、Al3+阳离子，从图中可以看出4.7可以将Fe3+和Al3+除去，小于8.3是防止Mn2+也沉淀，所以只要调节pH值在4.7~8.3间即可。

（4）操作1得到滤渣，说明操作1应为过滤，得到滤液蒸发浓缩后，冷却结晶再过滤洗涤等，进而制备纯净的硫酸锰；

（5）由题可知，Fe2+与Mn2+之间比例关系为1:1，即n(Fe2+)= n(Mn2+)，设MnSO4·H2O的纯度为a，n(Fe2+)=0.01950 L0.0500 mol/L，n(Mn2+)=，解得a=0.958=95.8%。