Question

SO₂的减排和回收利用是世界性的研究课题，研究人员利用软锰矿浆（主要成分是MnO₂，还含有Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、PbO、CaO 等杂质）吸收SO₂来制备硫酸锰的生产流程如下：

请回答下列问题：

（1）写出一种提高浸出率的方法_________。

（2）已知：浸出液呈酸性，其中金属离子主要是Mn^2＋，还含有少量的Fe^2＋、Al^3＋、Ca^2＋、Pb^2＋等其他金属离子，则氧化过程中主要反应的离子方程式    __________。

（3）石灰浆调节pH的范围为________，pH过高可能带来的影响是______（用化学方程式表示）。

（4）根据溶解性曲线图从滤液得到MnSO₄•H₂O的操作为    _______、_______、用酒精洗涤、干燥等过程。

（5）干燥产品MnSO₄•H₂O时需减压低温烘干，其原因是________。

（6）用0.2000 mol/L的BaCl₂标准溶液，测定生成的MnSO₄•H₂O纯度，取样ag，若消耗标 准溶液50.00mL，则样品中MnSO₄•H₂O纯度为________。

Answer

加热或搅拌 2 Fe2＋+ MnO2+4 H+= Mn2++2 Fe3＋+2H2O 4.7≤pH＜8.3 Ca(OH)2+2Al(OH)3= Ca(AlO2)2+4H2O 温度高于40℃蒸发结晶 趁热过滤 防止MnSO4•H2O失去结晶水

【解析】

（1）为了提高浸出率，可以采用加热的方法、或者采用搅拌的方法；

（2）氧化过程中加入氧化剂MnO2主要把Fe2＋氧化为Fe3＋，便于通过调节pH转化为Fe(OH)3除去；

（3）用调节pH的方法使其他金属离子转化为沉淀而除去，而又不能使Mn2+沉淀；

（4）根据溶解度曲线图，在温度高于40℃，MnSO4•H2O的溶解度随着温度的升高而降低，因此从滤液中获得MnSO4•H2O的方法是：温度高于40℃蒸发结晶、趁热过滤、用酒精洗涤、干燥等过程。

（5）干燥产品MnSO4•H2O时需减压低温烘干，其目的就是防止MnSO4•H2O失去结晶水。

（6）根据消耗的BaCl2计算MnSO4·H2O的质量，进一步计算纯度。

（1）为了提高浸出率，可以采用加热的方法、或者采用搅拌的方法，增大软萌矿浆与SO2的接触面积；

（2）氧化过程中加入氧化剂MnO2主要把Fe2＋氧化为Fe3＋，便于通过调节pH转化为Fe(OH)3除去，发生反应的离子方程式为：2 Fe2＋+ MnO2+4 H+= Mn2++2 Fe3＋+2H2O；

（3）用调节pH的方法使其他金属离子转化为沉淀而除去，而又不能使Mn2+沉淀，故石灰浆调节pH的范围为：4.7≤pH＜8.3；pH过高生成的Al(OH)3会溶解，溶解的化学方程式为：Ca(OH)2+2Al(OH)3= Ca(AlO2)2+4H2O；

（4）根据溶解度曲线图，在温度高于40℃，MnSO4•H2O的溶解度随着温度的升高而降低，因此从滤液中获得MnSO4•H2O的方法是：温度高于40℃蒸发结晶、趁热过滤、用酒精洗涤、干燥等过程；

（5）如果温度高，MnSO4•H2O将失去结晶水，因此干燥产品MnSO4•H2O时需减压低温烘干，其目的就是防止MnSO4•H2O失去结晶水；

（6）由反应的离子方程式Ba2++SO42-= BaSO4↓可知，n(MnSO4•H2O)=n(BaCl2)= 0.2000 mol/L0.05L=0.01 mol，故MnSO4•H2O的质量为：0.01 mol169g/mol=1.69g，样品中MnSO4•H2O纯度为： 。