《中国锰业》一文提出用废铁屑还原软锰矿,制取高纯硫酸锰的工艺流程如图1所示。软锰矿,其主要成分是二氧化锰,其中还含有少量Fe、CaO、MgO、SiO2及重金属等。

(1)Ⅰ中加铁屑而不加铁块的原因是 增大接触面积,充分反应增大接触面积,充分反应。
(2)写出Ⅰ中铁屑与软锰矿发生的主要反应的离子方程式 3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O或MnO2+Fe+4H+=Mn2++Fe2++2H2O3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O或MnO2+Fe+4H+=Mn2++Fe2++2H2O。
(3)加CaCO3之前需要加双氧水的作用是 充分氧化Fe2+充分氧化Fe2+,结合如表说明,加CaCO3控制溶液pH的范围是 大于等于3.7小于7.7大于等于3.7小于7.7。
可能用到的数据如表:不同金属离子沉淀的pH
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全pH | 3.7 | 9.7 | 9.8 |
去除Ca2+、Mg2+
去除Ca2+、Mg2+
。(5)从滤液中获取MnSO4晶体的方法是
蒸发浓缩或者浓缩结晶
蒸发浓缩或者浓缩结晶
、趁热过滤。硫酸锰在不同温度下的溶解度表:
温度/℃ | 50 | 80 | 90 | 100 |
溶解度/(g/100g水) | 58 | 48 | 42 | 34 |
n
(
F
e
)
n
(
M
n
O
2
)
如图2实验条件为n(H2SO4):n(MnO2)=2.1:1,反应温度为50℃,反应时间为80min。请结合图像分析
n
(
F
e
)
n
(
M
n
O
2
)
0.76-0.78均可
0.76-0.78均可
最合适,并说出理由 锰浸出率达95%以后增大铁的比例,锰的浸出率基本保持不变或变化不大,增加铁粉会增加成本,并为后续净化增加负担
锰浸出率达95%以后增大铁的比例,锰的浸出率基本保持不变或变化不大,增加铁粉会增加成本,并为后续净化增加负担
。【答案】增大接触面积,充分反应;3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O或MnO2+Fe+4H+=Mn2++Fe2++2H2O;充分氧化Fe2+;大于等于3.7小于7.7;去除Ca2+、Mg2+;蒸发浓缩或者浓缩结晶;0.76-0.78均可;锰浸出率达95%以后增大铁的比例,锰的浸出率基本保持不变或变化不大,增加铁粉会增加成本,并为后续净化增加负担
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:34引用:1难度:0.6
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