Question

工业上常利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO₂）来吸收含SO₂的废气，最终制得硫酸锰晶体，其主要流程如下：
已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺等其他金属离子．有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	7.6	9.7
Fe^3+	2.7	3.7
Al^3+	3.8	4.7
Mn^2+	8.3	9.8

（1）软锰矿浆中通入含SO₂废气后，发生主要反应的化学方程式为______．
（2）浸出液中加入MnO₂粉末的目的是______；反应的离子方程式是______．
（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是______；pH应调节的范围是______．
（4）滤渣的主要成分是______（用化学式表示）．

Answer

（1）从流程图看，浸出过程是软锰矿浆（MnO2）与SO2的反应．
（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+；
（3）从表可以看出，只要调节pH值在4.7～8.3间，大于4.7可以将Fe3+和Al3+除去，小于8.3是防止Mn2+也沉淀；
（4）Fe3+、Al3+阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时生成微溶的硫酸钙．
【解析】
（1）低品位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MnO2与SO2发生氧化还原反应的化学方程式为SO2+MnO2=MnSO4，
故答案为：SO2+MnO2=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2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，
故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；
（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是除去杂质中含有Fe3+、Al3+阳离子，从图可表以看出，大于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，
故答案为：使Fe3+Al3+完全沉淀；4.7≤pH≤8.3；
（4）Fe3+、Al3+阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时生成微溶的硫酸钙，所以滤渣主要有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙．
故答案为：氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙．