Question

在工业、农业等方面有广泛的应用，工业上可由高铁菱锰矿（主要成分为，含有等杂质）制备，部分工艺流程如下：

相关金属离子生成氢氧化物沉淀的如表（开始沉淀的按离子浓度为计算）：

金属离子
开始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9

（1）“氧化”时发生反应的离子方程式为___________；

（2）“调pH”范围至5~6，得到滤渣2的主要成分除外还有___________；

（3）“除杂”过程中加入的目的是___________；

（4）“沉锰”过程中发生反应的化学方程式为___________；

（5）在水中的溶解度与温度的关系如图所示。由获得较纯净的晶体的方法是：将溶于适量的稀硫酸，控制温度在80℃~90℃之间蒸发结晶，__________（填操作名称），得到晶体，洗涤、烘干。晶体通常采用减压烘干的原因是__________；

（6）已知：。室温下，若溶液中，欲使溶液中的，则需调节溶液pH范围为______________________。

Answer

除去 趁热过滤 防止失去结晶水 3~9

【解析】

高铁菱锰矿（主要成分为，含有等杂质）加硫酸酸浸溶解时除二氧化硅不溶于硫酸，其他金属氧化物和碳酸盐均溶于硫酸转变成相应的硫酸盐；氧化过程中加入二氧化锰将亚铁离子氧化成三价铁离子，然后加氨水调节溶液的pH值将铁铝离子转变成氢氧化物沉淀除去，过滤后滤液加MnF2沉淀镁离子，过滤后在滤液中加碳酸氢铵和氨水混合物将锰离子转变成碳酸锰沉淀，然后过滤后将碳酸锰溶于适量的稀硫酸得到硫酸锰的溶液，在经过结晶得到晶体，据此解答。

（1）“氧化”时二氧化锰将亚铁离子氧化成三价铁离子，离子反应为，故答案为：。

（2）“调pH”范围至5~6，得到滤渣2除含有过量的外，还有三价铁离子和铝离子水解得到的氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，故答案为：。

（3）结合以上分析“除杂”过程中溶液中仅有镁离子一种阳离子是杂质，因此加入的目的是将镁离子转变成氟化镁沉淀除去，故答案为：除去。

（4）“沉锰”过程中溶液中的硫酸锰与碳酸氢铵和氨水反应产生碳酸锰沉淀和硫酸铵，反应的方程式为：，故答案为：。

（5）由获得较纯净的晶体的方法是：将溶于适量的稀硫酸，得到硫酸锰溶液，根据溶解度曲线可知在以上时随温度的升高溶解度逐渐减小，因此控制温度在80℃~90℃之间蒸发结晶，然后要趁热过滤以减少晶体的溶解损失，得到晶体后进行洗涤、烘干，通常采用减压烘干这样可以降低液体的沸点有利于水在低温时挥发，以防温度过高时导致晶体受热分解失去结晶水，故答案为：趁热过滤；防止失去结晶水。

（6）已知：。欲使溶液中的，，此时的pH值为3，同时又不使镁离子沉淀，，则,此时pH值为9，因此pH值的范围为：3~9，故答案为： 3~9。