以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如图。

已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1)“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,有利于后续银的浸出;矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中,发生反应MnS+2H+═Mn2++H2S↑,则可推断:Ksp(MnS) >>(填“>”或“<”)Ksp(Ag2S)。
②在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有 Fe3+、Mn2+Fe3+、Mn2+。
(2)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整:22Fe3++Ag2S+44Cl-Cl-⇌22Fe2+Fe2++2[AgCl2]-+S。
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中Cl-、H+的作用:Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,增大溶液中S2-浓度,有利于平衡正向移动,提高Ag2S浸出率,H+可以抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,增大溶液中S2-浓度,有利于平衡正向移动,提高Ag2S浸出率,H+可以抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀。
(3)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有 Fe+2[AgCl2]-=Fe2++4Cl-+2Ag、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe+2[AgCl2]-=Fe2++4Cl-+2Ag、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑。
②一定温度下,Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释t分钟后Ag的沉淀率逐渐减小的原因:溶液中生成的Fe2+会被氧气氧化生成Fe3+,而Fe3+把部分Ag氧化为Ag+溶液中生成的Fe2+会被氧气氧化生成Fe3+,而Fe3+把部分Ag氧化为Ag+。

(4)结合“浸锰”过程,从两种矿石中各物质利用的角度,分析联合提取银和锰的优势:将两种矿石中锰元素同时提取到浸锰液中,获得MnSO4,同时实现锰元素与银元素分离,而生成的Fe3+可以用于浸银,节约氧化剂将两种矿石中锰元素同时提取到浸锰液中,获得MnSO4,同时实现锰元素与银元素分离,而生成的Fe3+可以用于浸银,节约氧化剂。
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】>;Fe3+、Mn2+;2;4;Cl-;2;Fe2+;Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,增大溶液中S2-浓度,有利于平衡正向移动,提高Ag2S浸出率,H+可以抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀;Fe+2[AgCl2]-=Fe2++4Cl-+2Ag、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;溶液中生成的Fe2+会被氧气氧化生成Fe3+,而Fe3+把部分Ag氧化为Ag+;将两种矿石中锰元素同时提取到浸锰液中,获得MnSO4,同时实现锰元素与银元素分离,而生成的Fe3+可以用于浸银,节约氧化剂
【解答】
【点评】
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