Question

為了回收利用鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2，工業(yè)上采用軟錳礦（主要成分MnO2）脫硫同時制取硫酸錳技術(shù)，其流程示意圖如下：

已知：浸出液的pH接近4，其中的金屬離子主要是Mn2＋，還含有少量的Fe2＋。完成下列填空。

（1）寫出浸出過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

（2）浸出過程的副反應(yīng)之一是部分SO2被氧化為硫酸，致使浸出液的pH下降，這將 （“有利”、“不利”）于軟錳礦漿繼續(xù)吸收SO2。欲消除生成的硫酸，試劑A最好是 。

a．MnCO3 b．MnO2 c．CaO d．CaCO3

（3）操作I的目的是除去浸出液中的Fe2＋，MnO2在氧化Fe2＋的同時還 ，使Fe3＋沉淀。檢驗(yàn)過濾后溶液中是否含有Fe3+的操作是 。

（4）已知大于27℃時，MnSO4·H2O溶解度隨溫度上升而明顯下降，則操作II的過程為： 、 、洗滌、干燥。工業(yè)上為了充分利用錳元素，在流程中 可循環(huán)使用。

（5）通過煅燒MnSO4·H2O 可制得生產(chǎn)軟磁鐵氧體材料的MnxO4，如圖是煅燒MnSO4·H2O時溫度與剩余固體質(zhì)量變化曲線。該曲線中A段所表示物質(zhì)的化學(xué)式為 ；MnxO4中x＝ 。

 

 

Answer 1

（1）MnO2 + SO2 → MnSO4 (或 SO2 + H2O → H2SO3 MnO2 + H2SO3 → MnSO4+ H2O)（2分）

（2）不利（1分）； a（1分）

（3）調(diào)節(jié)溶液pH，促進(jìn)Fe3+水解生成Fe(OH)3（1分）

取上層清液，滴加KSCN，若溶液不顯血紅色，則說明Fe3+已沉淀完全（1分）

（4）蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾（2分） 操作II后剩余的母液（1分）

（5）MnSO4（1分） 3（2分）

【解析】

試題分析：（1）低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液其中的金屬離子主要是Mn2+，則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2 + SO2 → MnSO4。

（2）溶液的pH下降，溶液的酸性增強(qiáng)，則不利于吸收SO2。欲消除生成的硫酸，同時還不能引入新的雜質(zhì)，則試劑A最好是碳酸錳，二氧化錳與硫酸不反應(yīng)，cd會引入鈣離子，答案選a。

（3）由于在沉淀鐵離子的同時而不能減少錳離子，所以根據(jù)沉淀時的pH值可知，MnO2在氧化Fe2＋的 同時還調(diào)節(jié)溶液pH，促進(jìn)Fe3+水解生成Fe(OH)3。鐵離子能與KSCN溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，所以檢驗(yàn)過濾后溶液中是否含有Fe3+的操作是取上層清液，滴加KSCN，若溶液不顯血紅色，則說明Fe3+已沉淀完全。

（4）由于大于27℃時，MnSO4·H2O溶解度隨溫度上升而明顯下降，因此操作II的過程為蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾；由于操作II后剩余的母液中還含有錳離子，所以工業(yè)上為了充分利用錳元素，在流程中操作II后剩余的母液可循環(huán)使用。

（5）A曲線時固體減少的質(zhì)量為101.4mg－90.60mg＝10.8mg，為原固體中結(jié)晶水的質(zhì)量為×18＝10.8mg，所以A曲線對應(yīng)的物質(zhì)化學(xué)式為MnSO4。MnxO4的質(zhì)量是45.80mg，則根據(jù)錳元素守恒可知＝×x，解得x＝3。

考點(diǎn)：考查硫酸錳制備工藝流程的有關(guān)判斷與計算