Question

【題目】為了回收利用SO2 ， 研究人員研制了利用低品位軟錳礦漿（主要成分是MnO2）吸收高溫焙燒含硫廢渣產(chǎn)生的SO2廢氣，制備硫酸錳晶體的生產(chǎn)流程，其流程示意圖如下：
已知，浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn2+ ， 還含有少量的Fe2+、Al3+等其他金屬離子．有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH見下表：

離子	開始沉淀時(shí)的pH	完全沉淀時(shí)的pH
Fe2+	7.6	9.7
Fe3+	2.7	3.7
Al3+	3.8	4.7
Mn2+	8.3	9.8

請回答下列問題：
（1）寫出浸出過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式： ．
（2）寫出氧化過程中主要反應(yīng)的離子方程式： ．
（3）在氧化后的液體中加入石灰漿，并用pH試紙測定調(diào)節(jié)pH，pH應(yīng)調(diào)節(jié)范圍是

Answer 1

【答案】
（1）SO2+MnO2=MnSO4
（2）2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
（3）4.7～8.3
【解析】解：高溫焙燒含硫廢渣產(chǎn)生的SO2廢氣，軟錳礦漿的主要成分是MnO2 ， 通入SO2浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn2+ ， 則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，浸出液還含有少量的Fe2+、Al3+等其他金屬離子，F(xiàn)e2+具有還原性，可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+ ， 在氧化后的液體中加入石灰漿，雜質(zhì)中含有Fe2+、Al3+、Ca2+等陽離子，由沉淀的pH范圍知，F(xiàn)e2+的沉淀與Mn2+離子的沉淀所需的pH接近，而Fe3+則相差很遠(yuǎn)，故可以將Fe2+氧化成Fe3+而除雜．調(diào)節(jié)pH值在4.7～8.3間，F(xiàn)e3+、Al3+陽離子通過調(diào)pH值，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，同時(shí)生成微溶的硫酸鈣，過濾，濾渣主要有氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣，由于制取的MnSO4H2O含有結(jié)晶水，故操作a采用蒸發(fā)濃縮結(jié)晶的方法，得到MnSO4H2O．（1）從流程圖看，浸出過程是軟錳礦漿（MnO2）與SO2的反應(yīng)，（1）低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO2 ， 通入SO2浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn2+ ， 則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+MnO2=MnSO4 ． 所以答案是：SO2+MnO2=MnSO4；（2）雜質(zhì)離子中只有Fe2+具有還原性，可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+ ， 反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，
所以答案是：2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；（3）雜質(zhì)中含有Fe3+、Al3+陽離子，從圖可表以看出，大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去，小于8.3是防止Mn2+也沉淀，所以只要調(diào)節(jié)pH值在4.7～8.3間即可．
所以答案是：4.7～8.3．