Question

【题目】一种以软锰矿（主要成分是MnO2）和黄铜矿（主要成分是FeS2）为原料制取硫酸锰的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）浸取前需将软锰矿和黄铁矿进行粉碎，其目的是_____________________________。

（2）浸取过程中生成硫酸铁和硫酸锰的化学方程式为 _______________________________________。

（3）加入CaCO3发生的反应之一为CaCO3+SO42-CaSO4+ CO32-，该反应的平衡常数K=_________[已知Ksp(CaCO3) =2.7×10-9，Ksp(CaSO4) =9.0×10-6，该工艺中有大量硫酸钙沉淀生成，是因为_________________。

（4）为提高步骤Ⅵ中锰的回收率，可采取的措施是______________________________________。

Answer 1

【答案】 增大接触面积，加快浸取速率 2FeS2+15MnO2+14H2SO4==Fe2(SO4)3+15MnSO4+14H2O 3.0×10-4 溶液中SO42-浓度大，有利于向生成CaSO4的方向移动 将母液回收，加入步骤Ⅲ中循环利用

【解析】本题考查化学工艺流程，（1）粉碎的目的是增大接触面积，使之充分反应，加快浸取速率；（2）根据流程，加入的物质是FeS2、MnO2和硫酸，产物是Fe2(SO4)3和MnSO4，因此反应式FeS2＋MnO2＋H2SO4→Fe2(SO4)3＋MnSO4＋H2SO，根据化合价的升降法配平，化学反应方程式为：2FeS2+15MnO2+14H2SO4=Fe2(SO4)3+15MnSO4+14H2O ；（3）K=，代入数值，解得K=3.0×10－4；加入SO42－，SO42－浓度增大，平衡向正反应方向移动，有利于SO42－的生成；（5）母液中含有Mn2＋，因此将母液回收，加入步骤III中循环使用。