Question

软锰矿的主要成分是MnO₂，还含有少量金属铁、镁、铝、锌、铜的化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS₂，还含有硅、铝的氧化物等杂质。工业上用软锰矿制备碳酸锰并回收硫酸铵，其主要流程如下：

已知金属离子从开始形成氢氧化物沉淀，到沉淀时溶液的pH如下表：

金属离子	Fe^2+	Fe^3+	Al^3+	Cu^2+	Mn^2+
开始沉淀pH	7.5	2.7	4.1	5.9	8.8
完全沉淀pH	9.5	3.7	5.4	6.9	10.8

（1）提高浸出率的可采取的措施有____。

a.适当升高温度  b.搅拌  c.加适量纯碱  d.加压

（2）浸取完成后，取浸取液少许，加入KSCN溶液无明显现象，则浸取时发生的主要反应的化学方程式是__________________________。

（3）调节pH为5.4～5.8的目的是______________。

（4）滤渣3的主要成分的化学式是_______。

（5）采用50℃碳化的原因是_________________________________。该过程发生反应的离子方程式是__________________。

（6）检验碳酸锰产品完全洗净的方法是_______________________________。

Answer

ab MnO2+FeS2+2H2SO4MnSO4+FeSO4+2S+2H2O 使Fe3+、Al3+完全沉淀 Cu(OH)2 温度过低反应太慢，过高，NH4HCO3会分解 2HCO3−+Mn2+MnCO3↓+H2O+CO2↑ 取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀，则已洗净

【解析】软锰矿的主要成分是MnO2，还含有少量金属铁、镁、铝、锌、铜的化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2，还含有硅、铝的氧化物等杂质。根据流程图，硫酸与软锰矿和黄铁矿作用，二氧化锰与FeS2在酸性溶液中发生氧化还原反应，生成硫酸锰和硫沉淀，同时生成少量的硫酸铝、硫酸亚铁等，二氧化硅不反应，和硫一起形成滤渣Ⅰ；再加入二氧化锰，二氧化锰可将亚铁离子氧化为铁离子；加氨水调节溶液的pH=5.4～5.8把铁离子和铝离子转化为沉淀除去，则滤渣II为Fe(OH)3、Al(OH)3；继续加氨水调节溶液的pH=6～8把铜离子转化为沉淀除去，则滤渣Ⅲ为Cu(OH)2；加碳酸氢铵50℃碳化得碳酸锰、二氧化碳和硫酸铵等。

(1)为了提高锰元素的浸出率，在“浸取”时可采取的措施有：①适当升高温度；②搅拌；③加入足量硫酸增大硫酸浓度或粉粹矿石或延长浸泡时间，故选ab；

(2)浸取完成后，取浸取液少许，加入KSCN溶液无明显现象，说明溶液中没有铁离子，则浸取时发生的主要反应的化学方程式为MnO2+FeS2+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+2S+2H2O，故答案为：MnO2+FeS2+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+2S+2H2O；

(3)根据上述分析，调节pH为5.4～5.8的目的是使Fe3+、Al3+完全沉淀，故答案为：使Fe3+、Al3+完全沉淀；

(4)滤渣3的主要成分为Cu(OH)2，故答案为：Cu(OH)2；

(5)温度过低反应太慢，过高，NH4HCO3会分解，因此采用50℃碳化，该过程发生反应的离子方程式为2HCO3−+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑，故答案为：温度过低反应太慢，过高，NH4HCO3会分解；2HCO3−+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑；

(6)根据流程图，碳酸锰上吸附有少量硫酸铵，检验碳酸锰产品是否洗净只需要检验硫酸根离子即可，故答案为：取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀，则已洗净。