Question

工业以软锰矿（主要成分是MnO₂，含有SiO₂、Fe₂O₃等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO₃）。其工业流程如图：

（1）为了提高“浸锰”过程中原料的浸出率，可以采取的措施有___（写一条。）

（2）浸锰过程中Fe₂O₃与SO₂反应的化学方程式为：Fe₂O₃+SO₂+2H⁺=2Fe²⁺+SO+H₂O，该反应是经历以下两步反应实现的：ⅰ：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；ⅱ：……。写出ⅱ的离子方程式___。

（3）过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为___（填离子符号）。

（4）“浸锰”反应中往往有副产物MnS₂O₆生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS₂O₆的生成，“浸锰”的适宜温度是___。

（5）写出“氧化”过程中MnO₂与SO₂反应的化学方程式___。

（6）滤渣Ⅱ是___（填化学式）。

（7）向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH₄HCO₃溶液时温度不宜太高的原因是___。

Answer

搅拌或适当升高温度 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+ Mn2+、Fe2+ 90℃ MnO2+SO2=MnSO4 Fe(OH)3 防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率

【解析】

由流程可知软锰矿形成矿浆，通入足量的SO2，发生反应，MnO2+SO2=MnSO4，Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O，SiO2不反应，过滤，滤渣I为SiO2，滤液含有Mn2+、Fe2+，加入MnO2氧化亚铁离子，反应为：2Fe2++15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42-，调节pH，沉淀铁离子，过滤，滤渣II为氢氧化铁，向滤液中加入碳酸氢铵溶液，生成MnCO3沉淀，过滤得到的滤渣中主要含有MnCO3，反应为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，通过洗涤、烘干得到MnCO3晶体。

(1)可以通过搅拌或者适当升高温度，以提高“浸锰”过程中原料的浸出率。

(2)根据浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的总化学方程式Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO+H2O和该反应的第一步反应Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，两方程式相减可得到反应ⅱ的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+。

(3)软锰矿形成矿浆，通入足量的SO2，MnO2、Fe2O3与SO2反应生成Mn2+、Fe2+，SiO2不反应，过滤，故滤液含有Mn2+、Fe2+。
(4)由图可知，90℃时，MnS2O6的生成率低，锰浸出率高，温度再高，变化不大，则“浸锰”的适宜温度是90℃。

(5)综上分析，MnO2与SO2反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。

(6)为除去滤液中的铁离子，调节pH，沉淀铁离子，将铁离子转化为氢氧化铁，最后过滤，故滤渣II为氢氧化铁。
(7)NH4HCO3受热易分解，温度不宜太高，防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率。