Question

工業上以碳酸錳礦為主要原料生產MnO₂的工藝流程如下：

有關氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氫氧化物	Al(OH)3	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

 
請回答下列問題：
(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Mn^2＋、SO₄^2—，另含有少量Fe^2＋、Fe^3＋、Al^3＋、Cu^2＋、Pb^2＋等，其除雜過程如下：
①加入MnO₂將Fe^2＋氧化，其離子反應方程式為__________________________。
②加入CaO將溶液的pH調到5.2～6.0，其主要目的是
_____________________________________________________________。
③加入BaS，除去Cu^2＋、Pb^2＋后，再加入NaF溶液，除去______________________。
(3)從溶液A中回收的主要物質是________________，該物質常用作化肥。
(4)MnO₂粗品中含有少量Mn₃O₄，可以用稀硫酸處理，將其轉化為MnSO₄和MnO₂，然后再用氧化劑將Mn^2＋轉化為MnO₂，制得優質MnO₂。寫出Mn₃O₄與稀硫酸反應的化學方程式：______________________________。

Answer 1

(1)增大接觸面積，加快反應速率(使反應更充分)
(2)①2Fe^2＋＋MnO₂＋4H^＋=2Fe^3＋＋Mn^2＋＋2H₂O
②除去Fe^3＋、Al^3＋　③Ca^2＋
(3)(NH₄)₂SO₄
(4)Mn₃O₄＋2H₂SO₄=2MnSO₄＋MnO₂＋2H₂O

(1)將碳酸錳礦粉碎，可以增大與H₂SO₄的接觸面積，加快化學反應速率。(2)根據沉淀時的pH值，應把Fe^2＋氧化；加入CaO和H^＋反應，增大pH到5.2～6.0可使Al^3＋、Fe^3＋完全轉化為Al(OH)₃、Fe(OH)₃沉淀，除去Fe^3＋、Al^3＋；調節pH值時，加入了CaO，為了除去Ca^2＋，應加入NaF，使之生成CaF₂沉淀。
(3)溶液A中的陰離子為SO₄^2—，所以加NH₄HCO₃后，生成的主要物質是(NH₄)₂SO₄，作為氮肥用。
(4)Mn₃O₄＋2H₂SO₄=2MnSO₄＋MnO₂＋2H₂O　(用倒配法配平，Mn₃O₄中Mn的化合價為＋)。