Question

碳酸锰可用作脱硫的催化剂，是合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。工业上从锰泥（主要含KMnO₄和少量MnO₂、CuO、PbO等）中回收MnCO₃的流程如图所示：

回答下列问题：

（1）“滤渣1”中的主要成分为PbSO₄，其中Pb元素的化合价是__。

（2）Fe²⁺能将MnO₂还原为Mn²⁺，该反应的离子方程式：__。

为检验FeSO₄是否被氧化，可往滤液1中加入__溶液（填化学式）。

（3）已知K_sp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38，通入NH₃调pH=4时，溶液中c(Fe³⁺)=__。

（4）流程中加入固体X能使Cu²⁺沉淀，则最适宜的固体X为__（填字母）。

a.MnS        b.ZnS        c.Ca(OH)₂          d.Ba(OH)₂

（5）加入氨水和过量NH₄HCO₃生成MnCO₃沉淀的离子方程式为__。

（6）处理锰泥时，H₂SO₄、FeSO₄混合溶液中比值不宜过大，请从节约药品的角度分析，原因是___。

（7）若利用100t锰泥制得55tMnCO₃，反应中Mn元素的转化率为80.0%，则锰泥中Mn元素的质量分数为__%（精确到小数点后1位）。

Answer

+2 4H++2Fe2++MnO2=Mn2++2Fe3++2H2O KSCN 4.0×10-8mol·L-1 a Mn2++NH3·H2O+HCO3-=MnCO3↓+NH4++H2O 在调节pH环节会多消耗氨气 32.9

【解析】

锰泥(主要成分为KMnO4和少量MnO2、CuO、PbO等)加入硫酸、硫酸亚铁的混合溶液，过滤，滤渣1为PbSO4，滤液1含有Mn2+、Cu2+等，通入氨气调节pH=4，可生成氢氧化铁沉淀，加入MnS，生成CuS沉淀，即滤渣2，用氨水调节pH为6.5-7.2，加入过量碳酸氢铵，过滤、洗涤、干燥，可得MnCO3，以此解答该题。

（1）PbSO4中Pb元素的化合价+2；

（2）Fe2+能将MnO2还原为Mn2+，书写离子方程式时注意酸性环境；检验FeSO4是否被氧化，检验的是氧化产物Fe3+；

（3）已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38=c(Fe3+)c3(OH-)，通过pH=4即可求c(Fe3+)；

（4）固体X能使Cu2+沉淀，则最适宜的固体X必定能最大程度地沉淀Cu2+，同时不引人杂质；

（5）加入氨水和过量NH4HCO3生成MnCO3沉淀的核心转化是碳酸氢根转成碳酸根被沉淀生成MnCO3；

（6）那么太多的氢离子肯定会多消耗碱；

（7）从锰泥到MnCO3，抓住反应中Mn元素的转化率为80.0%计算；

（1）PbSO4中Pb元素的化合价+2；

答案为：+2；

（2）Fe2+能将MnO2还原为Mn2+，因为是酸性环境，所以反应方程式为4H++2Fe2++MnO2=Mn2++2Fe3++2H2O；检验FeSO4氧化产物Fe3+，检验时试剂用KSCN；

答案为：4H++2Fe2++MnO2=Mn2++2Fe3++2H2O ；KSCN；

（3）已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38=c(Fe3+)c3(OH-)，因为调节pH=4，即c (OH-)=10-10mol/L则；

答案为：4.0×10-8mol·L-1；

（4）固体X能使Cu2+沉淀，则最适宜的固体X必定能最大程度地沉淀Cu2+，同时不引人杂质，最佳为MnS；

答案为：a；

（5）加入氨水和过量NH4HCO3生成MnCO3沉淀的核心，把碳酸氢根转成碳酸根被沉淀生成MnCO3，所以反应为Mn2++ +=MnCO3↓+NH4++H2O；

答案为：Mn2+++=MnCO3↓+NH4++H2O

（6）那么太多的氢离子肯定会多消耗碱，此处用氨气来调节pH,所以会多消耗氨气；

答案为：在调节pH环节会多消耗氨气

（7）从锰泥到MnCO3，抓住反应中Mn元素的转化率为80.0%计算，=32.9%；

答案为：32.9。