Question

（2013?泰安二模）工業上常利用低品位軟錳礦漿（主要成分是MnO₂）來吸收含SO₂的廢氣，最終制得硫酸錳晶體（MnSO₄?H₂O），其主要流程如下：
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．有關金屬離子形成氫氧化物沉淀時溶液的pH見下表：

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

（1）軟錳礦漿中通入含SO₂廢氣后，發生主要反應的化學方程式為

SO₂+MnO₂=MnSO₄

．
（2）浸出液中加入MnO₂粉末的目的是

將Fe²⁺氧化為Fe³⁺

；反應的離子方程式是

2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O

．
（3）溶液中加入石灰漿來調節pH，其作用是

使Fe³⁺Al³⁺完全沉淀

；pH應調節的范圍是

4.7≤pH≤8.3

．
（4）濾渣的主要成分是

Fe（OH）₃、Al（OH）₃、CaSO₄

（用化學式表示）．

Answer 1

分析：（1）從流程圖看，浸出過程是軟錳礦漿（MnO₂）與SO₂的反應．
（2）雜質離子中只有Fe²⁺具有還原性，可以被MnO₂在酸性條件下氧化成Fe³⁺；
（3）從表可以看出，只要調節pH值在4.7～8.3間，大于4.7可以將Fe³⁺和Al³⁺除去，小于8.3是防止Mn²⁺也沉淀；
（4）Fe³⁺、Al³⁺陽離子通過調pH值，轉化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，同時生成微溶的硫酸鈣．

解答：解：（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發生氧化還原反應的化學方程式為SO₂+MnO₂=MnSO₄，
故答案為：SO₂+MnO₂=MnSO₄；
（2）雜質離子中只有Fe²⁺具有還原性，可以被MnO₂在酸性條件下氧化成Fe³⁺，反應的離子方程式為2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O，
故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O；
（3）溶液中加入石灰漿來調節pH，其作用是除去雜質中含有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，所以只要調節pH值在4.7～8.3間即可，
故答案為：使Fe³⁺Al³⁺完全沉淀；4.7≤pH≤8.3；
（4）Fe³⁺、Al³⁺陽離子通過調pH值，轉化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，同時生成微溶的硫酸鈣，所以濾渣主要有氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣．
故答案為：氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣．

點評：本題以制備硫酸錳的生產流程為知識載體，考查化學反應的書寫，及除雜中的問題，題目難度中等，本題注意把握數據處理能力和流程分析能力．