Question

【題目】錳鋼是工業(yè)上非常重要的一 種合金， 其主要成分錳是用軟錳礦(主要成分為MnO2，還含有少量Al2O3、MgO、SiO2)為原料制備的，某種生產(chǎn)工藝流程如下圖所示 ：

已知：MnO2不溶于稀硫酸，但它可以在酸性條件下和一些還原劑反應(yīng)生成 Mn2+。

難溶物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2	Mn(OH)2
溶度積常數(shù)	4.0×10-38	1.0×10-33	1.8×10-11	1.8×10-13

(1)為了提高錳的浸出率 ，通常需要將軟錳礦_______； 酸浸時(shí) MnO2 溶解的離子反應(yīng)方程式是____________________。

(2)濾渣 2 的主要成分是____________(填化學(xué)式)。

(3)沉錳時(shí)發(fā)生的主要離子反應(yīng)方程式是________; 沉錳后需要對(duì)所得的沉淀進(jìn)行過(guò)濾、洗滌操作，如何檢驗(yàn)沉淀己洗凈？________________。

Answer 1

【答案】粉碎 3MnO2 + 2Fe + 12H+ = 3Mn2+ + 2Fe3+ + 6H2O Fe(OH)3 和 Al(OH)3 Mn2+ + 2HCO= MnCO3↓+ H2O + CO2↑ 取最后一次洗滌液少許于試管中，加入幾滴鹽酸酸化的 BaCl2 溶液，若無(wú)白色沉淀則洗干凈

【解析】

由生產(chǎn)工藝流程分析可知，軟錳礦(主要成分為MnO2，還含有少量Al2O3、MgO、SiO2)加入硫酸酸浸，Al2O3、MgO溶于稀硫酸生成Al3+、Mg2+，根據(jù)已知條件，MnO2不溶于稀硫酸，但它可以在酸性條件下和一些還原劑反應(yīng)生成Mn2+，加入Fe發(fā)生反應(yīng)3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O，過(guò)濾后的濾渣1主要為SiO2，調(diào)節(jié)pH使Fe3+和Al3+變成Fe(OH)3和Al(OH)3的沉淀，過(guò)濾后加入NaF沉鎂，再加入NH4HCO3沉錳得到MnCO3的沉淀，接著通入空氣煅燒得到MnO2，最后加入鋁粉還原得到Mn，據(jù)此分析解答。

(1)可將軟錳礦粉碎，從而增大反應(yīng)物的接觸面積，提高錳的浸出率，酸浸時(shí)，MnO2不溶于稀硫酸，但它可以在酸性條件下和一些還原劑反應(yīng)生成Mn2+，加入Fe發(fā)生反應(yīng)3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O，故答案為：粉碎；3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O；

(2)根據(jù)上述分析可知，調(diào)節(jié)pH使Fe3+和Al3+變成Fe(OH)3和Al(OH)3的沉淀，所以濾渣2的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3，故答案為：Fe(OH)3和Al(OH)3；

(3)沉錳時(shí)，加入NH4HCO3得到MnCO3的沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Mn2++2HCO= MnCO3↓+ H2O + CO2↑，沉錳后的沉淀表面附著有，因此檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的方法為取最后一次洗滌液少許于試管中，加入幾滴鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀則洗干凈，故答案為：Mn2++2HCO= MnCO3↓+ H2O + CO2↑；取最后一次洗滌液少許于試管中，加入幾滴鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀則洗干凈。