电解锰渣的主要成分是MnS。一种由电解锰渣制取高纯MnSO4的流程如图。

(1)MnS与H2SO4发生复分解反应的离子方程式为 MnS+2H+=Mn2++H2S↑MnS+2H+=Mn2++H2S↑。
(2)浸出过程中,加入MnO2可减少有毒气体的生成,同时产生更多MnSO4。利用的MnO2的化学性质是 氧化性氧化性。
(3)结合离子方程式解释从浸出液中除去Fe3+的操作的原理:Fe3+在水溶液中存在水解反应:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,水解反应为吸热反应,增大溶液的pH和加热均促使水解趋于完全,有利于除去浸出液中的Fe3+Fe3+在水溶液中存在水解反应:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,水解反应为吸热反应,增大溶液的pH和加热均促使水解趋于完全,有利于除去浸出液中的Fe3+。
(4)过程Ⅰ除去Ca2+并富集Mn2+的流程如图。

已知:
a.萃取剂E是溶解了P204(记为HA)的磺化煤油(一种有机溶剂);
b.HA为一元弱酸,难溶于水,结构为
;
c.萃取时发生反应M2++2HA⇌MA2+2H+(M2+表示Ca2+或Mn2+)。
①从结构角度分析MA2可溶于磺化煤油的原因:MA2中4个-R的极性小且体积大,将金属离子包裹于其中,有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油MA2中4个-R的极性小且体积大,将金属离子包裹于其中,有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油。
②反应M2++2A-⇌MA2的平衡常数用β表示。已知β(CaA2)>β(MnA2)。判断调pH时a <<b(填“<”或“>”),结合平衡常数解释原因:由平衡常数β(CaA2)>β(MnA2)可知,相同c(M2+)时,结合Ca2+所需c(A-)更小,由HA的电离平衡可知,增大c(H+),能减小c(A-),有利于Ca2+和Mn2+的分离由平衡常数β(CaA2)>β(MnA2)可知,相同c(M2+)时,结合Ca2+所需c(A-)更小,由HA的电离平衡可知,增大c(H+),能减小c(A-),有利于Ca2+和Mn2+的分离。
③试剂Y是 稀硫酸稀硫酸。
(5)不同温度下MnSO4的溶解度如表。
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 90 | 100 |
溶解度/g | 52.9 | 59.7 | 62.9 | 62.9 | 60.0 | 53.6 | 45.6 | 40.9 | 35.3 |
将硫酸锰溶液加热至100℃,浓缩结晶,趁热过滤
将硫酸锰溶液加热至100℃,浓缩结晶,趁热过滤
,洗涤,干燥。【答案】MnS+2H+=Mn2++H2S↑;氧化性;Fe3+在水溶液中存在水解反应:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,水解反应为吸热反应,增大溶液的pH和加热均促使水解趋于完全,有利于除去浸出液中的Fe3+;MA2中4个-R的极性小且体积大,将金属离子包裹于其中,有利于Ca2+或Mn2+溶于磺化煤油;<;由平衡常数β(CaA2)>β(MnA2)可知,相同c(M2+)时,结合Ca2+所需c(A-)更小,由HA的电离平衡可知,增大c(H+),能减小c(A-),有利于Ca2+和Mn2+的分离;稀硫酸;将硫酸锰溶液加热至100℃,浓缩结晶,趁热过滤
【解答】
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