Question

工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO₂的工艺流程如下图:

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:

氢氧化物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Pb(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

问答下列问题:

（1） 酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是              。

（2） 酸浸后的溶液中含有Mn²⁺、SO₄^2-，另含有少量Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Pb²⁺等，其除杂过程如下:

①加入MnO₂将Fe²⁺氧化，其反应的离子方程式为               。

②加入CaO将溶液的pH调到5.2~6.0，其主要目的是               。

③加入BaS，除去Cu²⁺、Pb²⁺后，再加入NaF溶液，除去             。

（3） 从溶液A中回收的主要物质是          ，该物质常用作化肥。

（4） MnO₂粗品中含有少量Mn₃O₄，可以用稀硫酸处理，将其转化为MnSO₄和MnO₂，然后再用氧化剂将Mn²⁺转化为MnO₂，制得优质MnO₂。写出Mn₃O₄与稀硫酸反应的化学方程式:                      。

Answer

（1）增大接触面积,加快反应速率(或使反应更充分)

（2）①2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O②除去Fe3+、Al3+③Ca2+

（3）(NH4)2SO4

（4）Mn3O4+2H2SO42MnSO4+MnO2+2H2O

【解析】

试题分析：（1）将反应物粉碎的作用是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；

（2） 酸浸后的溶液中含有Mn2+、SO42-，另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+等，其除杂过程如下:①加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，其反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O ；②pH调到5.2～6.0，其主要目的是除去Fe3+、A13+；③溶液中除去Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+，但第②加入了Ca2+，再加入NaF溶液，显然是除去Ca2+；

（3）流程得到的是碳酸锰沉淀，溶液中主要剩余NH4+和SO42-，故回收的物质是(NH4)2SO4。

（4）Mn3O4用稀硫酸处理，转化为MnSO4和MnO2，反应方程式可写成：Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2，根据原子守恒，还应有水生成，利用化合价法和原子守恒配平方程式得：Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O。

考点：本题考查化学工艺流程。