以硫酸法钛白粉生产中排放的含锰废水(主要金属离子为Mn2+、Fe2+、Al3+,还含有少量Ca2+、Mg2+、Cu2+和Ni2+等离子)为原料,生产MnCO3的工艺流程如图1:

已知:25℃时,Ksp(CaF2)=1.5×10-10、Ksp(MgF2)=7.5×10-11。
(1)流程中含锰废水经过前三步预处理,得到主要含有Mn2+的母液。
①除铁铝时,在搅拌条件下先加入H2O2溶液,再加入NaOH溶液调节pH.加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
②除钙镁步骤中,当Ca2+、Mg2+沉淀完全时,溶液中c(Ca2+)c(Mg2+)=22。
(2)沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行,反应温度对锰沉淀率的影响关系如图2所示:
①沉锰过程发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑。该过程中加入适当过量的NH4HCO3的原因是提高Mn2+的沉淀率提高Mn2+的沉淀率。
②当温度超过30℃,沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是温度升高,NH4HCO3受热分解(或Mn2+水解)温度升高,NH4HCO3受热分解(或Mn2+水解)。
(3)沉锰后过滤得到MnCO3粗产品,依次用去离子水和无水乙醇各洗涤2~3次,再低温干燥,得到纯净的MnCO3.用无水乙醇洗涤的目的是有利于低温条件下快速干燥有利于低温条件下快速干燥。
c
(
C
a
2
+
)
c
(
M
g
2
+
)
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;2;Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑;提高Mn2+的沉淀率;温度升高,NH4HCO3受热分解(或Mn2+水解);有利于低温条件下快速干燥
【解答】
【点评】
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