一種以軟錳礦(主要成分為MnO2、SiO2、Al2O3)和黃鐵礦(FeS2、SiO2)為原料冶煉金屬錳的工藝流...

問題詳情：

一種以軟錳礦(主要成分為MnO2、SiO2、Al2O3)和黃鐵礦(FeS2、SiO2)為原料冶煉金屬錳的工藝流程如圖所示：

已知相關金屬離子形成*氧化物沉澱的pH如下：

回答下列問題：

(1)MnO2本身不能溶於硫*，但是在Fe2＋的作用下卻能溶解，寫出該反應的離子方程式：____________________________。

(2)濾渣1的成分除了SiO2外，還有一種淡黃*的物質是_______________(填化學式)。

(3)除雜步驟中加入的MnCO3的作用是____________________________，該過程需調節溶液pH的範圍是___________________________，若把pH調得過高，其後果是_________________________。

(4)用惰*電極進行電解，電解剛開始時*極的電極反應式為____________________，電解後陽極的電解質溶液可返回_______________________(填“*浸”“除雜”或“電解”)工序繼續使用。

【回答】

MnO2＋2Fe2＋＋4H＋＝Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O    S    調節溶液的pH，使Fe3＋和Al3＋完全沉澱    5.0≤pH＜8.3    會使Al元素形成AlO2-混入溶液中而無法分離出來，且錳的產率會降低    Mn2＋＋2e－＝Mn    *浸   

【分析】

（1）MnO2具有氧化*，Fe2＋具有還原*，在**條件下發生氧化還原反應；

（2）根據元素守恆法結合固體的顏*作答；

（3）加入MnCO3，根據沉澱所需的pH除去Fe3＋和Al3＋，且不引入新的雜質；依據相關金屬離子形成*氧化物沉澱的pH表格數據分析作答；

（4）電解質主要為硫*錳，依據電解原理分析惰*電極中*陽極的放電順序，據此回答。

【詳解】

（1）Fe2＋在**條件下將MnO2還原為Mn2＋，其離子方程式為：MnO2＋2Fe2＋＋4H＋＝Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O，

故*為MnO2＋2Fe2＋＋4H＋＝Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；

（2）FeS2與硫*會反應生成淡黃*難溶於水的沉澱，為S單質，

故*為S；

（3）加入的MnCO3可調節溶液的pH到合適的範圍，使Fe3＋和Al3＋完全沉澱，所需的pH值≥5.0，而Mn2＋開始沉澱的pH為8.3，則調節的pH範圍為：5.0≤pH＜8.3；

故*為調節溶液的pH，使Fe3＋和Al3＋完全沉澱；若把pH調得過高，*氧化鋁沉澱會被鹼*溶液溶解，生成偏鋁*根離子，且從沉澱所需pH值表格數據可看出，Mn2＋會開始沉澱，導致錳的產率會降低，

故*為調節溶液的pH，使Fe3＋和Al3＋完全沉澱；5.0≤pH＜8.3；會使Al元素形成AlO2-混入溶液中而無法分離出來，且錳的產率會降低

（4）用惰*電極進行電解MnSO4，*極Mn2＋得電子發生還原反應得到金屬錳，其電極反應式為：Mn2＋＋2e－＝Mn，陽極發生氧化反應，其電極反應式為：4OH−− 4e－＝O2↑＋2H2O，使溶液呈**，得到的硫*溶液可返回“*浸”工序重複利用，

故*為Mn2＋＋2e－＝Mn；*浸。

知識點：氧化還原反應

題型：綜合題