Question

【題目】電解法生產錳時會產生大量的陽極泥，其主要成分為MnO2和Pb，還含有少量其他金屬化合物。下圖是回收電解錳陽極泥生產MnCO3的工藝流程。

已知：Al(OH)3、Mn(OH)2、MnCO3的Ksp分別為1.0×10-33、1.9×10-13、2.2×10-11。

(l)“還原酸浸”時氧化產物為CO2，發生反應的化學方程式為____。

(2)“還原酸浸”實驗中，錳的浸出率結果如圖所示。由圖可知，所采用的最佳實驗條件為 ____ 。

(3)濾液l中的陽離子組成見下表：

組成	Mn2+	Fe2+	Fe3+	Al3+
濃度/(mol·L-1)	0.85	2.4×10-3	1.0×10-2	2.0×10-3

“除雜”時先加MnO2，MnO2的作用為 ___。

再加氨水調節pH使雜質離子沉淀完全，通過計算說明Al3+沉淀完全時Mn2+是否開始沉淀 ___。

(4)“沉錳”時發生反應的離子方程式為 ___。

(5)“沉錳”的關鍵操作有2點：①將NH4HCO3溶液滴入MnSO4溶液中；②反應終點pH=7。如果顛倒試劑滴加順序，將MnSO4溶液滴人NH4HCO3，溶液中，或反應終點pH>7可能造成同樣的后果，該后果是____；如糶反應終點pH<7，可能的后果是______。

(6)從濾液2中回收得到的副產品的用途為________。

Answer 1

【答案】 12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O 90min，80℃ 將Fe2+氧化為Fe3+ Al3+沉淀完全時，c(OH-)=，此時，Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[Mn(OH)2]<Ksp[Mn(OH)2]，所以Mn(OH)2沒有開始沉淀 Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑ 可能產生Mn(OH)2沉淀,造成MnCO3純度降低 MnCO3可能溶解，造成產率降低 作氮肥

【解析】(l)在酸性條件下，二氧化錳能夠把葡萄糖氧化為二氧化碳，本身還原為錳離子，反應的化學方程式為：12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O；正確答案：12MnO2+C6H12O6+12H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O。

(2) “還原酸浸”實驗中，用的時間越短，溫度越高，錳的浸出率越高，效果越好；根據圖示可知，所采用的最佳實驗條件為90min，80℃ ；正確答案：90min，80℃。

(3)根據圖表信息可知，MnO2 具有氧化性，“除雜”時先加MnO2，能夠把Fe2+氧化為Fe3+，然后調節溶液的pH使鐵離子沉淀下來；再加氨水調節pH使雜質離子Al3+沉淀完全，計算過程如下：Al3+沉淀完全時，c(OH-)=，此時Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[Mn(OH)2]<Ksp[Mn(OH)2]，所以Mn(OH)2沒有開始沉淀；正確答案：把Fe2+氧化為Fe3+；Al3+沉淀完全時，c(OH-)=，此時Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[Mn(OH)2]<Ksp[Mn(OH)2]，所以Mn(OH)2沒有開始沉淀。

(4)硫酸錳與碳酸氫銨溶液混合反應生成碳酸錳和二氧化碳，“沉錳”時發生反應的離子方程式為：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑；正確答案：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑。

(5)“沉錳”的關鍵操作有2點：①將NH4HCO3溶液滴入MnSO4溶液中；②反應終點pH=7。如果顛倒試劑滴加順序，將MnSO4溶液滴人NH4HCO3，溶液中，或反應終點pH>7可能造成同樣的后果，該后果是可能產生Mn(OH)2沉淀,造成MnCO3純度降低；如果反應終點pH<7，酸性增強，可能的后果是MnCO3可能溶解，造成產率降低；正確答案：可能產生Mn(O)2沉淀,造成MnCO3純度降低； MnCO3可能溶解，造成產率降低。

(6) “沉錳”過程中除了生成碳酸錳外還有硫酸銨溶液存在于濾液中，回收硫酸銨可以作氮肥；正確答案：作氮肥。