Question

以某种软锰矿(主要成分MnO₂，同时含有FeCO₃、Al₂O₃、SiO₂等)为主要原料生产KMnO₄的一种流程图如下：

已知：Mn(OH)₂极易被空气氧化；Fe(OH)₃、Al(OH)₃的溶度积常数依次为4.0×10^-38、1.3×10^-33。

(1)滤渣A的化学式是_________；溶液B中的主要阴离子有______________。

(2)为避免引入杂质，②步调节pH加入的物质是____________；调节pH除杂过程中，后析出的

沉淀是________________。

(3)浓硫酸与MnO₂反应也能生成Mn²⁺，其化学方程式是___________________。

(4) K₂MnO₄在酸性、中性环境下都会歧化生成MnO₄-和MnO₂，则③步原料应保证_______________。

④步溶解水应煮沸的目的是_____________________。

(5)⑤步的阳极电极反应式是____________；该法电解时要产生污染，其原因是________________。

Answer

SiO2 SO42-、Cl- MnCO3或MnO Al(OH)3 2H2SO4(浓)+2MnO2=2MnSO4+ 2H2O+ O2 ↑ KOH过量 排除溶解的CO2 MnO42- -e-=MnO4- 电解时会生成氯气

【解析】(1) 软锰矿(主要成分MnO2，同时含有FeCO3、Al2O3、SiO2等)中加入稀硫酸，只有二氧化硅不溶，滤渣A的主要成分为二氧化硅；滤液中加入次氯酸钠，将亚铁离子氧化为铁离子，本身被含有为氯离子，溶液B中的主要阴离子有SO42-、Cl-，故答案为：SO42-、Cl-；

(2)溶液B中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Al3+，②步的目的是调节pH时Fe3+、Al3+沉淀除去，加入的物质可以是MnCO3或MnO，故答案为：MnCO3或MnO ； Al(OH)3、Fe(OH)3；

(3)浓硫酸与MnO2反应也能生成Mn2+，反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+2MnO2=2MnSO4+ 2H2O+ O2 ↑，故答案为：2H2SO4(浓)+2MnO2=2MnSO4+ 2H2O+ O2 ↑；

(4) K2MnO4在酸性、中性环境下都会歧化生成MnO4-和MnO2，为了防止歧化反应的发生，③步原料应保证KOH过量，④步溶解水应煮沸可以排除溶解的CO2，故答案为：KOH过量；排除溶解的CO2；

(5)⑤步中电解K2MnO4溶液生成KMnO4，阳极发生氧化反应，电极反应式为MnO42- -e-=MnO4-，K2MnO4溶液中含有氯化钾，电解时氯离子放电生成氯气，会污染空气，故答案为：MnO42- -e-=MnO4- ；电解时会生成氯气。