Question

（16分）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO₃，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：

物质	Mn(OH)2	Co(OH)2	Ni(OH)2	MnS	CoS	NiS
Ksp	2.1×10^-13	3.0×10^-16	5.0×10^-16	1.0×10^-11	5.0×10^-22	1.0×10^-22

   （1）步骤Ⅰ中，MnCO₃与硫酸反应的化学方程式是                              。

   （2）步骤Ⅱ中，MnO₂在酸性条件下可将Fe²⁺离子氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式是                                 ，加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0，以除去Fe³⁺。

   （3）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是                       。

   （4）步骤Ⅳ中，在    （填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为                 。

   （5）电解后的废水中还含有Mn²⁺，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)₂沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na₂S，进行二级沉降。进行二级沉降的目的是                    。

Answer

（1）MnCO3+H2 SO4 ＝MnSO4+ CO2↑+H2O （3分）

(2) MnO2+2Fe2++4H+ ＝Mn2++2Fe3++2H2O （3分）

(3) CoS和NiS （3分，错、漏均扣1分）

（4）阴 （1分），Mn2++2e- ＝Mn （3分）

（5）沉降得到MnS，以进一步去除废水中的Mn2+。 （3分）

【解析】

试题分析：⑴加稀硫酸时样品中的MnCO3和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，并产生二氧化碳和水；

⑵据得失电子守恒有MnO2+2Fe2+――Mn2++2Fe3+，再据电荷守恒有MnO2+2Fe2++4H+ ――Mn2++2Fe3+，最后据原子守恒得MnO2+2Fe2++4H+ ＝Mn2++2Fe3++2H2O；

⑶由于在第一次过滤之后的滤液中含有Mn2+、Ni2+、Co2+，向其中加入(NH4)2S，根据各物质的溶度积常数可确定有CoS和NiS沉淀（滤渣2）生成；

⑷由于第二次过滤后的滤液中主要含有NiSO4，电解该溶液时Ni2+在阴极上被还原：Mn2++2e- ＝Mn；

⑸由于将一级沉降得到Mn(OH)2沉淀过滤之后的滤液中还含有Mn2+，以进一步去除废水中的Mn2+，向该滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降得到MnS[据溶解积常数确定其溶解度比Mn(OH)2小]。

考点：考查化学流程图。