Question

【题目】工业上用软锰矿(主要成分为MnO2，含有少量的SiO2和FeS2杂质)为原料制取高纯MnO2，其工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)步骤①将软锰矿研磨成细粉的主要目的是________；步骤②酸浸取时，主要产物有S、MnSO4及Fe2(SO4)3，写出反应的化学方程式：________。

(2)滤渣Ⅰ的主要成分是________。

(3)步骤④加入氨水调节pH=4，过滤后的滤液中，c(Fe3+)=________mol/L。{已知Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38}

(4)步骤⑤所得的滤渣Ⅱ可用于制备铁红，该反应的化学方程式为________。

(5)步骤⑥电解MnSO4酸性溶液，原理如图所示。阳极产生MnO2，其电极反应式为________；阴极产生的气体为________(写化学式)。

Answer 1

【答案】增大接触面积，提高硫酸浸取时的浸取率及反应速率 3MnO2+2FeS2+6H2SO4=3MnSO4+Fe2(SO4)3+4S+6H2O S、SiO2 1×10-8 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ H2

【解析】

(1)将软锰矿磨成细粉，可提高浸取率；MnO2和FeS2与硫酸反应生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3；

(2)S、SiO2不与硫酸反应；

(3)根据Ksp[Fe(OH)3]计算；

(4)滤渣Ⅱ为Fe(OH)3，受热分解得到Fe2O3；

(5)阳极发生氧化反应，MnSO4失去电子产生MnO2；阴极由氢离子得电子生成氢气。

(1)为了提高浸取率，将软锰矿磨成细粉，主要目的是：增大接触面积，提高硫酸浸取时的浸取率及反应速率；MnO2和FeS2与硫酸反应生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3，则化学方程式为3MnO2+2FeS2+6H2SO4=3MnSO4+Fe2(SO4)3+4S+6H2O；

(2)S、SiO2不与硫酸反应，最后以沉淀的形式分离出来；

(3)pH=4时，c(OH-)=10-10mol/L，c(Fe3+)===1×10-8mol/L；

(4)步骤⑤所得的滤渣Ⅱ为Fe(OH)3，受热分解，得到Fe2O3，则化学方程式为：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O；

(5)阳极发生氧化反应，MnSO4失去电子产生MnO2，电极反应式为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+；阴极由氢离子得电子生成氢气。