题目内容
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Mn2＋、SO42-，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Pb2＋等，其除杂过程如下：
①加入MnO2将Fe2＋氧化，其反应的离子方程式为___________________________________；
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Cu2＋、Pb2＋后，再加入NaF溶液，除去________。
（3）从溶液A中回收的主要物质是________，该物质常用做化肥。
（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Mn2＋转化为MnO2，制得优质MnO2。写出Mn3O4与稀硫酸反应的化学方程式：______________________________________。
（1）增大接触面积，加快反应速率（使反应更充分）
（2）①2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O
②除去Fe3＋、Al3＋ ③Ca2＋ （3）（NH4）2SO4
（4）Mn3O4＋2H2SO4=2MnSO4＋MnO2＋2H2O
【解析】本题考查了元素化合物知识的应用，并对陌生化学反应方程式的书写提出了较高的要求。（1）酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是增大接触面积，加快反应速率（使反应更充分）。（2）①加入MnO2将Fe2＋氧化，根据氧化还原反应的化合价变化规则和酸性条件，其离子方程式为2Fe2＋＋MnO2＋4H＋=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O；②在题给的pH信息表中，要找出杂质开始沉淀和完全沉淀的pH，从而明确分步除杂的原理，加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，其主要目的是除去Fe3＋、Al3＋；本小题难点在于③利用外加NaF溶液生成难溶物CaF2除去Ca2＋。会使同学们误以为加入NaF溶液是为了除去Ba2＋，其实溶液中本来有大量的SO42-，硫酸钡的溶解度非常小，已经不需要再外加NaF溶液除杂了。（3）根据流程图中的物料守恒可知，加入碳酸氢铵后，从溶液A中回收的主要物质是（NH4）2SO4。（4）Mn3O4与稀硫酸反应可类比Fe3O4与稀硫酸的反应进行书写，只要加以明确Mn的价态是＋2和＋4即可，其反应的化学方程式为Mn3O4＋2H2SO4=2MnSO4＋MnO2＋2H2O。
