Question

软锰矿的主要成分是二氧化锰，用软锰矿浆吸收工业废气中的二氧化硫，可以制备高纯度的硫酸锰晶体，其流程如下图所示：

已知：

①浸出液中的金属阳离子主要是，还含有少量的、等，且．

②几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
	7.6	9.7
	2.7	3.7
	3.8	4.7
	8.3	9.8

根据上述流程，回答下列问题：

（1）写出二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式：_____________.

（2）用离子方程式表示加入二氧化锰的作用：________________________________．

（3）从表中数据来看，________（填“能”或“不能”）取消“加入二氧化锰”的步骤，原因是________________________．

（4）下列试剂能替代二氧化锰的是________（填序号）．

A．双氧水        B．氯水        C．高锰酸钾溶液         D．次氯酸钠

（5）有同学认为可以用碳酸锰或氢氧化锰替代石灰乳，你是否同意此观点？简述理由：______________________________________________________．

（6）从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是_____________________________．

Answer

不能 时才完全沉淀，而时已经开始沉淀 A 同意，、的水解程度比的大，，，加入的碳酸锰或氢氧化锰能与反应，促进铁离子、铝离子水解，进而转化为沉淀，再通过过滤除去杂质 蒸发浓缩、降温结晶、过滤

【解析】

由浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+，可知浸出时主要发生反应：SO2+MnO2═MnSO4，由于二氧化硫溶于水生成H2SO3，H2SO3部分电离会使浸出液pH＜2，浸出液中含有少量的Fe2+、Al3+等，由离子开始沉淀及沉淀完全的pH可知，加入二氧化锰氧化过程，是将亚铁离子转化为铁离子，再加入石灰乳，调节溶液pH值，使铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，再进行过滤，滤渣中主要有氢氧化铝、氢氧化铝，滤液为硫酸锰溶液，再通过蒸发浓缩、降温结晶，最后过滤得到硫酸锰晶体。

（1）由上述分析可知，二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式为SO2+MnO2═MnSO4；

（2）加入二氧化锰氧化过程，是将亚铁离子转化为铁离子，反应离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O；

（3）由表中数据可知，pH=9.7时Fe2+才完全沉淀，而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀，不能取消“加入二氧化锰”的步骤，故答案为不能，pH=9.7时Fe2+才完全沉淀，而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀；

（4）替代二氧化锰的试剂应具有强氧化性，且不能引入杂化，氯气、酸性高锰酸钾、次氯酸均会引入杂质离子，而双氧水可以氧化亚铁离子为铁离子，同时生成水，不引入杂质离子，故选A；

（5）铁离子、铝离子水解程度比锰离子大，加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应，促进铁离子、铝离子水解，进而转化为沉淀，再通过过滤除去，同意该同学的观点，

故答案为同意，铁离子、铝离子水解程度比锰离子大，加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应，促进铁离子、铝离子水解，进而转化为沉淀，再通过过滤除去；

（6）从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是：蒸发浓缩、降温结晶、过滤；

故答案为蒸发浓缩、降温结晶；过滤。