Question

【题目】电解法生产锰时会产生大量的阳极泥，其主要成分为MnO2和Pb，还含有少量其他金属化合物。下图是回收电解锰阳极泥生产MnCO3的工艺流程。

已知：Al(OH)3、Mn(OH)2、MnCO3的Ksp分别为1.0×10-33、1.9×10-13、2.2×10-11。

(l)“还原酸浸”时氧化产物为CO2，发生反应的化学方程式为____。

(2)“还原酸浸”实验中，锰的浸出率结果如图所示。由图可知，所采用的最佳实验条件为 ____ 。

(3)滤液l中的阳离子组成见下表：

组成	Mn2+	Fe2+	Fe3+	Al3+
浓度/(mol·L-1)	0.85	2.4×10-3	1.0×10-2	2.0×10-3

“除杂”时先加MnO2，MnO2的作用为 ___。

再加氨水调节pH使杂质离子沉淀完全，通过计算说明Al3+沉淀完全时Mn2+是否开始沉淀 ___。

(4)“沉锰”时发生反应的离子方程式为 ___。

(5)“沉锰”的关键操作有2点：①将NH4HCO3溶液滴入MnSO4溶液中；②反应终点pH=7。如果颠倒试剂滴加顺序，将MnSO4溶液滴人NH4HCO3，溶液中，或反应终点pH>7可能造成同样的后果，该后果是____；如粜反应终点pH<7，可能的后果是______。

(6)从滤液2中回收得到的副产品的用途为________。

Answer 1

【答案】 12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O 90min，80℃ 将Fe2+氧化为Fe3+ Al3+沉淀完全时，c(OH-)=，此时，Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[Mn(OH)2]<Ksp[Mn(OH)2]，所以Mn(OH)2没有开始沉淀 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑ 可能产生Mn(OH)2沉淀,造成MnCO3纯度降低 MnCO3可能溶解，造成产率降低 作氮肥

【解析】(l)在酸性条件下，二氧化锰能够把葡萄糖氧化为二氧化碳，本身还原为锰离子，反应的化学方程式为：12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O；正确答案：12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O。

(2) “还原酸浸”实验中，用的时间越短，温度越高，锰的浸出率越高，效果越好；根据图示可知，所采用的最佳实验条件为90min，80℃ ；正确答案：90min，80℃。

(3)根据图表信息可知，MnO2 具有氧化性，“除杂”时先加MnO2，能够把Fe2+氧化为Fe3+，然后调节溶液的pH使铁离子沉淀下来；再加氨水调节pH使杂质离子Al3+沉淀完全，计算过程如下：Al3+沉淀完全时，c(OH-)=，此时Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[Mn(OH)2]<Ksp[Mn(OH)2]，所以Mn(OH)2没有开始沉淀；正确答案：把Fe2+氧化为Fe3+；Al3+沉淀完全时，c(OH-)=，此时Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[Mn(OH)2]<Ksp[Mn(OH)2]，所以Mn(OH)2没有开始沉淀。

(4)硫酸锰与碳酸氢铵溶液混合反应生成碳酸锰和二氧化碳，“沉锰”时发生反应的离子方程式为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑；正确答案：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑。

(5)“沉锰”的关键操作有2点：①将NH4HCO3溶液滴入MnSO4溶液中；②反应终点pH=7。如果颠倒试剂滴加顺序，将MnSO4溶液滴人NH4HCO3，溶液中，或反应终点pH>7可能造成同样的后果，该后果是可能产生Mn(OH)2沉淀,造成MnCO3纯度降低；如果反应终点pH<7，酸性增强，可能的后果是MnCO3可能溶解，造成产率降低；正确答案：可能产生Mn(O)2沉淀,造成MnCO3纯度降低； MnCO3可能溶解，造成产率降低。

(6) “沉锰”过程中除了生成碳酸锰外还有硫酸铵溶液存在于滤液中，回收硫酸铵可以作氮肥；正确答案：作氮肥。