Question

15．利用含錳廢水（主要含Mn²⁺、SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺）可制備高性能磁性材料細(xì)碳酸錳（MnCO₃）．其中一種工業(yè)流程如圖：
已知：①
②K_sp（CuS）=1.27×1-^-36，K_sp（MnS）=4.65×10^-14，K_sp（MnCO₃）=2.24×10^-11．
③溶液中的離子濃度小于或等于10^-5mol•L^-1時，可認(rèn)為離子沉淀完全．
回答下列問題：
（1）過程①中，加入氧化劑的作用是氧化亞鐵離子．
（2）濾渣W的成分是Fe（OH）₃、Al（OH）₃（填化學(xué)式）．
（3）過程③中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnS+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS．
（4）過程②中，若調(diào)節(jié)pH至8.0，可能的結(jié)果是Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O↓（用離子方程式表示）．
（5）過程④中加入飽和Na₂CO₃溶液使Mn²⁺恰好沉淀完全后，溶液中c（CO₃^2-）=2.24×10^-6mol•L^-1．

Answer 1

分析 流程分析可知含錳廢水（主要含Mn²⁺、SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺）加入氧化劑氧化亞鐵離子，加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子和鋁離子，過濾得到濾渣W，W中主要含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃，濾液A主要為Mn²⁺、SO₄^2-、Cu²⁺，加入硫化錳沉淀轉(zhuǎn)化生成CuS，濾液B主要是Mn²⁺、SO₄^2-，加入碳酸氫銨得到碳酸錳、二氧化碳和水，據(jù)此答題；

解答 解：流流程分析可知含錳廢水（主要含Mn²⁺、SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺）加入氧化劑氧化亞鐵離子，加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子和鋁離子，過濾得到濾渣W，W中主要含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃，濾液A主要為Mn²⁺、SO₄^2-、Cu²⁺，加入硫化錳沉淀轉(zhuǎn)化生成CuS，濾液B主要是Mn²⁺、SO₄^2-，加入碳酸氫銨得到碳酸錳、二氧化碳和水，
（1）根據(jù)上面的分析可知，過程①中，加入氧化劑的作用是氧化亞鐵離子，
故答案為：氧化亞鐵離子；
（2）根據(jù)上面的分析可知，濾渣W的成分是Fe（OH）₃、Al（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（3）過程③中，加入硫化錳沉淀轉(zhuǎn)化生成CuS，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnS+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS，
故答案為：MnS+Cu²⁺=Mn²⁺+CuS；
（4）過程②中，若調(diào)節(jié)pH至8.0，可能的結(jié)果是氫氧化鋁溶解生成偏鋁根離子，反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O↓，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O↓；
（5）使Mn²⁺恰好沉淀完全，即溶液中Mn²⁺離子濃度小于或等于10^-5mol•L^-1，此時溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{K{\;}_{sp}（MnCO{\;}_{3}）}{c（Mn{\;}^{2+}）}$=$\frac{2.24×10{\;}^{-11}}{10{\;}^{-5}}$=2.24×10^-6mol•L^-1，
故答案為：2.24×10^-6mol•L^-1．

點評 本題考查了鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變、難溶電解質(zhì)的溶解平衡及計算和離子方程式的書寫等，題目難度中等，解題關(guān)鍵是合理分析題中生成流程及表中離子完全沉淀時的數(shù)據(jù)的含義，試題培養(yǎng)了學(xué)生分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．