Question

锰的用途非常广泛，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，为加快溶浸速率，可采取的措施是：                                      。

（2）步骤Ⅱ中，须加氨水调节溶液的pH为5.0～6.0，则滤渣1的主要成分为     （填化学式）。已知MnO₂的作用为氧化剂，则得到该滤渣1所涉及的离子方程式为             、          。

（3）步骤Ⅲ中，所加(NH₄）₂S的浓度不宜过大的原因是                    。

（4）滤液2中，c(Co²⁺）：c(Ni²⁺）=                  。

（5）将质量为akg的碳酸锰矿经上述流程处理后得到单质Mn b kg。若每一步都进行完全，滤渣1为纯净物，质量为c kg，则原碳酸锰矿中MnCO₃的质量分数为                      。（用含a、b、c的式子表达，无需化简）

Answer

（1）升高温度、适当增大硫酸浓度、减小矿粉颗粒直径（或其他合理）（1分）（2）Fe(OH）3（1分）

2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O（2分） Fe3++3NH3﹒H2O=Fe(OH）3↓+3NH4+（2分）

（3）若(NH4）2S的浓度过大，产生MnS沉淀，造成产品损失（1分）

（4）5:1 （2分）（5）×100%（2分）

【解析】

试题分析：（1）升高温度、适当增大硫酸浓度、减小矿粉颗粒直径，可以加快溶浸速率；

（2）二氧化锰能够将亚铁离子氧化为铁离子，加入氨水生成氢氧化铁沉淀，其中MnO2将亚铁离子氧化的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+＝2Fe3++Mn2++2H2O，生成沉淀的离子方程式为Fe3++3NH3·H2O＝Fe(OH）3↓+3NH4+；

（3）步骤Ⅲ中所加(NH4）2S的浓度不宜过大否则会生成MnS沉淀，造成产品损失；

（4）滤液2中，c(Co2+）：c(Ni2+）=；

（5）根据2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，加入二氧化锰的质量为g，原碳酸锰矿中MnCO3的质量为g，则原碳酸锰矿中MnCO3的质量分数为×100%

考点：考查了金属的冶炼，物质的分离和提纯的相关知识。