Question

【題目】某研究小組利用軟錳礦漿（主費成分是MnO2）吸收工業(yè)要氣中的SO2，并制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如下（浸出液的pH<2，其中除含Mn2+外。還含有少量Fe2+、Al3+、Ca2+等金屬離子）:

操作1的濾液通過陽離子吸附劑除去Ca2+。金屬離子形成氫氧化物沉淀時的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

請回答下列問題：

（1）浸出過程中被氧化的物質(zhì)的化學式為____________________________。

（2）氧化過程中主要反應的離子方程式_________________________________。

（3）在氧化后的液體中加入石灰漿調(diào)節(jié)pH，pH的范圍是_____________________。

（4）操作1的名稱是________，操作2包括蒸發(fā)濃縮、______過濾、洗滌、干燥等操作。

（5）為測定所得MnSO4·H2O的純度，準確稱取上述樣品1.720g加入適量H2SO4和NH4NO3溶液，加熱使Mn2+全部氧化成Mn3+后，配成200mL溶液。取20.00mL該溶液，向其中逐滴加入0.0500mol/L的FeSO4溶液，發(fā)生如下反應：Fe2++Mn3+=Fe3++Mn2+。當反應恰好完全進行時，共消耗FeSO4溶液19.50mL。通過計算確定MnSO4·H2O的純度（寫出計算過程）_____。

Answer 1

【答案】 SO2 2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 4.7～8.3 過濾 冷卻結(jié)晶 0.958

【解析】（1）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+，則與SO2發(fā)生氧化還原反應，反應的化學方程式為MnO2+SO2=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+，反應的離子方程式為4H++MnO2+2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O；

（3）雜質(zhì)中含有Fe3+、Al3+陽離子，從圖中可以看出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。

（4）操作1得到濾渣，說明操作1應為過濾，得到濾液蒸發(fā)濃縮后，冷卻結(jié)晶再過濾洗滌等，進而制備純凈的硫酸錳；

（5）由題可知，Fe2+與Mn2+之間比例關(guān)系為1:1，即n(Fe2+)= n(Mn2+)，設MnSO4·H2O的純度為a，n(Fe2+)=0.01950 L0.0500 mol/L，n(Mn2+)=，解得a=0.958=95.8%。