Question

【题目】工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰，并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下（软锰矿的主要成分是MnO2，还含有硅、铁、铝的氧化物等杂质）：

已知：Fe(OH)3的Ksp=l.0×10-38，Al(OH)3的Ksp=1.0×10-34

（1）一定温度下， “脱硫浸锰”主要产物为MnSO4，生成该产物的化学方程式为_________。

（2）常温下，调节pH=6时，得到的“滤渣2”主要成分为Fe(OH)3和_____（化学式），此时溶液中的Fe3+物质的量浓度为_________ 。

（3）“电解”时用惰性电极，阳极的电极反应式为_______________。

（4）“50℃碳化”得到高纯碳酸锰，反应的离子方程武为____________________。“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3，可能的原因：①使MnSO4充分转化为MnCO3；②________________；③________________。

Answer 1

【答案】 MnO2+SO2=MnSO4(2分)或H2O+SO2 =H2SO3、MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O Al (OH)3 l.0×l0-14mol/L 4OH--4e-=O2↑+2H2O Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O NH4HCO3与电解生成的酸反应，防止MnCO3沉淀溶解损失 NH4HCO3受热分解损失

【解析】（1）由流程可知，“脱硫浸锰”环节主要是二氧化硫与MnO2作用生成硫酸锰，化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4或H2O+SO2=H2SO3、MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O。

（2）“脱硫浸锰”环节，铁、铝的氧化物等杂质也会反应，溶液中会有Al3+、Fe3+，可能还有Fe2+；氧化环节，加双氧水确保溶液中铁元素以Fe3+形式存在；加氨水调节溶液的PH=5～6把Al3+和Fe3+转化为沉淀除去，故“滤渣2”中主要成分的化学式为Fe(OH)3、Al(OH)3；常温下，pH=6时c(H+)=10-6mol/L，c(OH-)=Kw/c(H+)=10-8mol/L，此时溶液中的Fe3+物质的量浓度为： =molL-1=l.0×l0-14mol/L。

（3）“电解”时用惰性电极，阳极由水电离出的氢氧根离子放电，发生氧化反应，电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+)。

（4）“50℃碳化”得到高纯碳酸锰，结合流程可得，Mn2+和HCO3-反应生成MnCO3和CO2，根据原子守恒，还有水生成，故离子方程式为Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O；因为①原溶液显酸性、②碳酸氢铵受热易分解，所以“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3，可能的原因是：①NH4HCO3与H+反应，防止MnCO3沉淀溶解损失；②可以防止NH4HCO3受热分解损失。