Question

工業(yè)上以碳酸錳礦為主要原料生產(chǎn)MnO2的工藝流程如下：

有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氫氧化物	Al（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Pb（OH）2	Mn（OH）2
開始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

 

請問答下列問題：

（1）酸浸前將碳酸錳礦粉碎的作用是 。

（2）酸浸后的溶液中含有Mn2+、 SO42-，另含有少量Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+等，其除雜過程如下：

①加入MnO2將Fe2+氧化，其離子反應(yīng)方程式為 。 ②加入CaO將溶液的pH調(diào)到5.2～6.0，其主要目的是 。

③加入BaS，除去Cu2+、Pb2+后，再加入NaF溶液，除去 。

（3）從溶液A中回收的主要物質(zhì)是 ，該物質(zhì)常用作化肥。（4）MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸處理，將其轉(zhuǎn)化為MnSO4和MnO2，然后再用氧化劑將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2，制得優(yōu)質(zhì)MnO2，寫出Mn3O4與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

 

Answer 1

（1）增大接觸面積，加快反應(yīng)速率（使反應(yīng)更充分）

（2）①2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O

②除去Fe3+,A13+

③Ca2+

（3）(NH4)2SO4

（4）Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O

【解析】（1）將反應(yīng)物粉碎的作用是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分；

（2）pH調(diào)到5.2～6.0，其主要目的是除去Fe3+、A13+和部分Cu2+；

③溶液中除去Fe2+、Fe3+、A13+、Cu2+、Pb2+，但第②加入了Ca2+，再加入NaF溶液，顯然是除去Ca2+；

（3）流程得到的是碳酸錳沉淀，溶液中主要剩余NH4+和SO42-，故回收的物質(zhì)是(NH4)2SO4。

（4）由MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸處理，將其轉(zhuǎn)化為MnSO4和MnO2，可知反應(yīng)物為Mn3O4和稀硫酸，生成物為MnSO4和MnO2，反應(yīng)方程式可寫成：Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2，根據(jù)原子守恒，還應(yīng)有水生成，故可寫出：Mn3O4+H2SO4→MnSO4+MnO2+H2O，利用化合價法和原子守恒配平方程式得：Mn3O4+2H2SO4=2MnSO4+MnO2+2H2O