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）50℃碳化过程发生反应的离子方程式是____________________________________。

Answer

AB MnO2+FeS2+2H2SO4MnSO4+FeSO4+2S+2H2O 使Fe3+、Al3+完全沉淀 Cu(OH)2 2HCO3−+Mn2+MnCO3↓+H2O+CO2↑

【解析】

由流程图可知，浸取时MnO2与FeS2在H2SO4作用下，反应生成MnSO4、FeSO4、S和H2O；氧化时，加入的MnO2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+；由表给完全沉淀pH可知，pH为5.4～5.8时，Fe3+、Al3+完全沉淀，pH为6～8时，Cu2+完全沉淀；50℃碳化过程为硫酸锰和碳酸氢铵反应生成碳酸锰、硫酸铵、水和二氧化碳。

（1）为了提高锰元素的浸出率，在“浸取”时可采取的措施有适当升高温度、搅拌、加入足量硫酸等，加入纯碱会减小硫酸浓度，对无气体参加的反应，加压对化学反应速率无影响，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，说明溶液中无Fe3+，即FeS2反应时生成了Fe2+和S，MnO2转化为Mn2+，反应的化学方程式为MnO2+FeS2+2H2SO4MnSO4+FeSO4+2S+2H2O；（3）由表给完全沉淀pH可知，pH为5.4～5.8时，Fe3+、Al3+完全沉淀，则调节pH为5.4～5.8的目的是将Fe3+、Al3+完全沉淀除去；（4）pH为6～8时，Cu2+完全沉淀，则滤渣3的主要成分为Cu(OH)2；（5）50℃碳化得到碳酸锰，碳化过程中硫酸锰和碳酸氢铵反应生成碳酸锰、硫酸铵、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑，则离子方程式为2HCO3−+Mn2+MnCO3↓+H2O+CO2↑。