Question

用含SO₂的硫酸工业尾气联合制备(NH₄)₂SO₄和Mn_xO_y，其工艺流和如下：

（1）反应I的化学方程式为__________；反应II控制温度60℃～70℃之间的原因是________。反应I到反应II的过程中可循环利用的物质是__________________。

（2）反应III中以SO₂作___________剂。

（3）MnCO₃的作用是除去滤液中的Fe³⁺，写出除去Fe³⁺的离子反应方程式___________。

（4）MnS的作用是提供S^2-除去Ni²⁺和Cu²⁺；当Ni²⁺恰好完全沉淀时［c(Ni²⁺)= 1.0×10^-5 mol·L ^-1〕，溶被中Cu²⁺的浓度是_______ mol·L ^-1（已知Ksp(CuS)=8.4×10^-45, Ksp(NiS)=1.4×10^-24,) 。

（5）从MnSO₄溶液中获得MnSO₄·nH₂O的方法是_____________。

(6) “锻烧”时温度与剩余固体质量变化曲线如下图：

该曲线中B点所表示的固体氧化物的化学式为_______________。

Answer

2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2 温度过高NH4HCO3会分解，温度过低反应会较慢 CaCO3 还原 3MnCO3+2Fe3++3H2O=3Mn2++2Fe(OH)3↓+3CO2↑ 6.0×10-26 重结晶 Mn3O4

【解析】（1）根据流程可知，反应I是二氧化硫与碳酸钙和空气反应生成硫酸钙和二氧化碳，其化学方程式为2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2；反应II控制温度60℃～70℃之间的原因是温度过高NH4HCO3会分解，温度过低反应会较慢；反应I需要加和碳酸钙，反应II产生碳酸钙，故过程中可循环利用的物质是CaCO3；（2）反应III中SO2转化为硫酸盐，故转化过程被氧化作为还原剂；（3）MnCO3的作用是除去滤液中的Fe3+，将其转化为氢氧化铁的同时产生二氧化碳，故除去Fe3+的离子反应方程式为：3MnCO3+2Fe3++3H2O=3Mn2++2Fe(OH)3↓+3CO2↑；（4）当Ni2+恰好完全沉淀时［c(Ni2+)= 1.0×10-5 mol·L -1〕，MnS的作用是提供c(S2-)==1.4×10-19 mol·L -1，c(Cu2+)== 6.0×10-26 mol·L -1；（5）从MnSO4溶液中获得MnSO4·nH2O的方法是重结晶；(6)由流程图可知硫酸锰晶体锻烧得到四氧化三锰，根据图中数据，由Mn守恒确认B为四氧化三锰。