Question

【題目】硫酸錳在電解錳、染料、造紙以及陶瓷等工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用。利用軟錳礦(主要成分為MnO2，含鐵的化合物等雜質(zhì))和閃鋅礦(主要成分ZnS)制得硫酸錳的流程如下：

（1）“酸浸”時，為了縮短浸取時間，常加入少量FeSO4溶液，FeSO4的作用可能是___________________；MnO2、ZnS及硫酸反應轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞N硫酸鹽的化學方程式為______________________。

（2）常溫下，Ksp(ZuS)=1.2×l0-24、Ksp(MnS)=1.5×10-15，“沉鋅”反應為：Zn2+(aq)+MnSZnS+Mn2+(aq)，該反應的平衡常數(shù)K=__________________。

（3）在強酸性條件下加入MnO2氧化Fe2+的離子方程式為___________________。

（4）“除鐵”時需要調(diào)節(jié)pH約為3～4，過濾所得的濾渣2中除MnO2以外的另一種物質(zhì)是________________。(寫化學式)

（5）該工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是____________________。

Answer 1

【答案】催化劑 4MnO2+ZnS+4H2SO4=4MnSO4+ZnSO4+4H2O 1.25×109 MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O Fe(OH)3 ZnS

【解析】

（1）因為軟錳礦(主要成分為MnO2，含鐵的化合物等雜質(zhì))和閃鋅礦(主要成分ZnS)，加稀硫酸會把這些金屬氧化物變成離子， “酸浸”時，為了縮短浸取時間，常加入少量FeSO4溶液，F(xiàn)eSO4的作用可能是催化劑的作用，因為催化劑能夠改變化學反應的速。MnO2、ZnS及硫酸反應轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞N硫酸鹽的化學方程式為4MnO2+ZnS+4H2SO4=4MnSO4+ZnSO4+4H2O。本題答案：催化劑 4MnO2+ZnS+4H2SO4=4MnSO4+ZnSO4+4H2O。

（2）常溫下，Ksp(ZuS)=1.2×l0-24、Ksp(MnS)=1.5×10-15，“沉鋅”反應為：Zn2+(aq)+MnSZnS+Mn2+(aq)，該反應的平衡常數(shù)K=c(Mn2+)/c(Zn2+)。Ksp(ZuS)= c(Zn2+).c(S2-)

Ksp(MnS)=c(c(Mn2+). c(S2-), Ksp(MnS)/ Ksp(MnS)= c(Mn2+)/c(Zn2+)=K所以K=1.25×109

（3）在強酸性條件下加入MnO2氧化Fe2+的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

（4）由（3）知強酸性條件下加入MnO2氧化Fe2+ 變成Fe3+ ，, Ksp(Fe(OH)3)=2.610-39“調(diào)節(jié)pH約為3～4時會出現(xiàn)Fe(OH)3沉淀。本題答案：Fe(OH)3。(寫化學式)

（5）由知該工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是ZnS。