【題目】工業(yè)上利用軟錳礦漿煙氣脫硫吸收液制取電解錳,并利用陽極液制備高純碳酸錳、回收硫酸銨的工藝流程如下(軟錳礦的主要成分是MnO2,還含有硅、鐵、鋁的氧化物和少量重金屬化合物等雜質(zhì))

(1)一定溫度下,脫硫浸錳主要產(chǎn)物為MnSO4,該反應的化學方程式為______________________。

(2)濾渣2”中主要成分的化學式為______________________。

(3)除重金屬時使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是_______________________________________。

(4)電解時用惰性電極,陽極的電極反應式為____________________________。

(5)“50碳化得到高純碳酸錳,反應的離子方程式為_______________________________________。“50碳化時加入過量NH4HCO3,可能的原因______________________________________(寫兩種)。

6)已知:25時,KW=1.0×1014,Kb(NH3·H2O)=1.75×105。在(NH4)2SO4溶液中,存在如下平衡:

NH4++H2ONH3·H2O+H+,則該反應的平衡常數(shù)為____________________。

【答案】 MnO2SO2===MnSO4H2OSO2 ===H2SO3、MnO2H2SO3===MnSO4H2O Fe(OH)3、Al(OH)3 Na2S會增大回收的(NH4)2SO4Na含量 4OH4e=== O2↑+2H2O Mn2+2HCO3-  MnCO3↓+CO2↑+H2O 使MnSO4充分轉(zhuǎn)化為MnCO3; NH4HCO3受熱易分解,造成損失;NH4HCO3能與H+反應,防止MnCO3沉淀溶解損失 5.7×10-10

【解析】由流程可知,“脫硫浸錳”環(huán)節(jié):二氧化硫與軟錳礦漿作用生成硫酸錳和少量的硫酸鋁、硫酸亞鐵等,二氧化硅不反應經(jīng)過濾成為濾渣Ⅰ;氧化環(huán)節(jié):雙氧水可將亞鐵離子氧化為鐵離子;加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH=5~6把鐵離子和鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去;加硫化銨把重金屬轉(zhuǎn)化為沉淀除去;通過電解得到金屬錳;在陽極液中加碳酸氫銨得碳酸錳和硫酸銨等,據(jù)此分析解答。

(1)“脫硫浸錳”生成MnSO4的反應的化學方程式為 MnO2SO2MnSO4H2OSO2H2SO3、MnO2H2SO3MnSO4H2O;(2)加入氨水沉淀金屬陽離子,“濾渣2”中主要成分的化學式為Fe(OH)3、Al(OH)3;(3)“除重金屬”時使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是 加Na2S會引入鈉離子,增大回收的(NH4)2SO4中Na+含量;(4)“電解”時用惰性電極,陽極應該是水電離出的氫氧根離子放電,電極反應式為 2H2O-4e-=O2↑+4H+或4OH--4e-=O2↑+2H2O;(5)“50℃碳化”得到高純碳酸錳,反應的離子方程式為 Mn2+2HCO3-  MnCO3↓+CO2↑+H2O;原溶液顯酸性,且碳酸氫銨受熱易分解,故“50℃碳化”時加入過量NH4HCO3,可能的原因是NH4HCO3與H+反應,防止MnCO3沉淀溶解損失,以及防止NH4HCO3受熱分解損失;6根據(jù)方程式NH4++H2ONH3·H2O+H+可知反應的平衡常數(shù)

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(2)根據(jù)圖示可確定x∶y=________

(3)0~10 min容器內(nèi)壓強________(填“變大”、“不變”或“變小”)。

(4)推測第10 min引起曲線變化的反應條件可能是______________________16min引起曲線變化的反應條件可能是________________________。

①減壓、谠龃A的濃度  ③增大C的量  ④升溫⑤降溫  ⑥加催化劑

(5)若平衡Ⅰ的平衡常數(shù)為K1,平衡Ⅱ平衡常數(shù)為K2,則K1________K2(填“>”、“=”或“<”)。

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