锰是一种非常重要的金属元素，在很多领域有着广泛的应用。利用废铁屑还原浸出低品位软锰矿制备硫酸锰，然后进行电解，是制备金属锰的新工艺，其流程简图如图。
已知：
ⅰ．低品位软锰矿主要成分有MnO2、Al2O3、Fe2O3、Cu2（OH）2CO3、CaCO3、SiO2等。
ⅱ．部分金属离子以氢氧化物沉淀时的pH
| Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Cu2+ | |
| 开始沉淀的pH | 6.8 | 1.8 | 3.7 | 8.6 | 5.2 |
| 沉淀完全的pH | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.1 | 6.7 |
| MnF2 | CaS | MnS | FeS | CuS |
| 溶于水 | 溶于水 | 2.5×10-13 | 6.3×10-18 | 6.3×10-36 |
3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O
。（2）清液A先用H2O2处理，然后加入CaCO3，反应后溶液的pH≈5．滤渣a的主要成分中有黄铵铁矾NH4Fe3（SO4）2（OH）6。
①H2O2的作用是
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
。（用离子方程式表示）②滤渣a中除了黄铵铁矾，主要成分还有X．用平衡移动原理解释产生x的原因：
Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，加入碳酸钙，消耗H+，H+浓度降低，平衡向右移动，最终生成Al（OH）3
Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，加入碳酸钙，消耗H+，H+浓度降低，平衡向右移动，最终生成Al（OH）3
。（3）用离子方程式表示MnS固体的作用：
MnS（s）+Cu2+=Mn2++CuS（s）
MnS（s）+Cu2+=Mn2++CuS（s）
。（4）滤渣c的成分是
CaF2
CaF2
。（5）如图所示装置，用惰性电极电解中性MnSO4溶液可以制得金属Mn.阴极反应有：ⅰ．Mn2++2e-═Mn；ⅱ．2H++2e-═H2↑电极上H2的产生会引起锰起壳开裂，影响产品质量。
①电解池阳极的电极方程式是
2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=O2↑+2H2O）
2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=O2↑+2H2O）
。②清液C需要用氨水调节pH=7的原因是
降低c（H+），减弱H+的放电趋势（放电能力），使阴极上产生的H2减少
降低c（H+），减弱H+的放电趋势（放电能力），使阴极上产生的H2减少
。③电解时，中性MnSO4溶液中加入（NH4）2SO4的作用除了增大溶液导电性之外，还有
阴极2H2O+2e-=H2+2OH-，NH4++OH-=NH3•H2O，防止溶液中因为pH过大而产生Mn（OH）2
阴极2H2O+2e-=H2+2OH-，NH4++OH-=NH3•H2O，防止溶液中因为pH过大而产生Mn（OH）2
。（结合电极反应式和离子方程式解释）【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．
【答案】3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，加入碳酸钙，消耗H+，H+浓度降低，平衡向右移动，最终生成Al（OH）3；MnS（s）+Cu2+=Mn2++CuS（s）；CaF2；2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=O2↑+2H2O）；降低c（H+），减弱H+的放电趋势（放电能力），使阴极上产生的H2减少；阴极2H2O+2e-=H2+2OH-，NH4++OH-=NH3•H2O，防止溶液中因为pH过大而产生Mn（OH）2
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：22引用：4难度：0.5
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（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有。
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）。
（3）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是。
（4）煅烧A的反应方程式是。
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（2）若在空气中“酸浸”时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是：（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是（除KSCN外）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.1
