Question

14．采用软锰矿浆（主要成分为Mn02，还含有Fe₂O₃、FeO、NiO、CoO等杂质）对工业烟气脱硫是工业生产中的一项新技术，该技术在脱硫的过程中还可以生产金属锰及化学肥料．该工艺流程如下图：

部分金属离子沉淀时的PH如下表：

阳离子		Fe2+	Fe3+	Mn2+	Ni2+	Co2+
氢氧化物沉淀	开始沉淀的PH	7.5	2.2	8.8	6.4	9.0
	完全沉淀的PH	9.5	3.5	10.8	8.4
硫化物沉淀	开始沉淀的PH			6.2	4.67
	完全沉淀的PH

回答下列问题：
（1）步骤①的反应器为“喷射鼓泡反应器，即将高速废气流通入到一定液固比的软锰矿浆中，并不断搅拌，采用这种设备的好处是增大二氧化硫与二氧化锰的接触面积，使其充分反应，从而提高反应速率，该反应的还原产物为亚铁离子、锰离子．
（2）写出步骤②中反应的离子方程式：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O
（3）若步骤③调节pH使用的是NaOH溶液，则导致的后果是后续得到有化学肥料中含有硫酸钠杂质．
（4）步骤④加入（NH₄）₂S的目的是除去溶液中的Ni²⁺、Co²⁺，加入（NH₄）₂S时溶液的pH最好控制在6.0以下，原因是防止锰离子生成硫化锰沉淀．
（5）步骤⑤所用设备名称为电解槽．
（6）步骤⑥的化学肥料为硫酸铵，该肥料加入到步骤⑤中的作用是增加溶液的导电性．

Answer 1

分析 二氧化硫与软锰矿浆作用生成硫酸锰和少量的硫酸铁、硫酸亚铁等，氧化环节：双氧水可将亚铁离子氧化为铁离子；加氨水调节溶液的PH把铁离子转化为沉淀除去；加硫化铵把重金属转化为沉淀除去；通过电解得到金属锰；在阳极液中加碳酸氢铵得碳酸锰和硫酸铵等，由此分析解答．

解答 解：二氧化硫与软锰矿浆作用生成硫酸锰和少量的硫酸铁、硫酸亚铁等，氧化环节：双氧水可将亚铁离子氧化为铁离子；加氨水调节溶液的PH把铁离子转化为沉淀除去；加硫化铵把重金属转化为沉淀除去；通过电解得到金属锰；在阳极液中加碳酸氢铵得碳酸锰和硫酸铵等，
（1）喷射鼓泡反应器，并不断搅拌，采用这种设备的好处是增大二氧化硫与二氧化锰的接触面积，使其充分反应，从而提高反应速率，缩短反应的时间，提高经济效益，锰由+4价变成+2价，铁离子还原成亚铁离子，故答案为：增大二氧化硫与二氧化锰的接触面积，使其充分反应，从而提高反应速率；亚铁离子、锰离子；
（2）亚铁离子被氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2Fe²⁺+2H⁺+H₂O₂=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）若步骤③调节pH使用的是NaOH溶液，引入钠离子，则导致的后果是后续得到有化学肥料中含有硫酸钠，故答案为：后续得到有化学肥料中含有硫酸钠杂质；
（4）由表中的信息PH=6.2，锰离子开始沉淀，所以防止锰离子生成硫化锰沉淀，故答案为：防止锰离子生成硫化锰沉淀；
（5）步骤⑤所用是电解设备名称为电解槽，故答案为：电解槽；
（6）滤液中含有铵根离子和硫酸根离子，所以步骤⑥的化学肥料为硫酸铵，电解过程中加入硫酸铵是增加溶液的导电性，故答案为：硫酸铵；增加溶液的导电性．

点评 本题考查学生对元素及其化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程式、阅读题目获取新信息能力、对工艺流程的理解等，难度中等，需要学生具备扎实的基础与综合运用知识、信息分析解决问题能力．