Question

【题目】锰钢是工业上非常重要的一 种合金， 其主要成分锰是用软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量Al2O3、MgO、SiO2)为原料制备的，某种生产工艺流程如下图所示 ：

已知：MnO2不溶于稀硫酸，但它可以在酸性条件下和一些还原剂反应生成 Mn2+。

难溶物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2	Mn(OH)2
溶度积常数	4.0×10-38	1.0×10-33	1.8×10-11	1.8×10-13

(1)为了提高锰的浸出率 ，通常需要将软锰矿_______； 酸浸时 MnO2 溶解的离子反应方程式是____________________。

(2)滤渣 2 的主要成分是____________(填化学式)。

(3)沉锰时发生的主要离子反应方程式是________; 沉锰后需要对所得的沉淀进行过滤、洗涤操作，如何检验沉淀己洗净？________________。

Answer 1

【答案】粉碎 3MnO2 + 2Fe + 12H+ = 3Mn2+ + 2Fe3+ + 6H2O Fe(OH)3 和 Al(OH)3 Mn2+ + 2HCO= MnCO3↓+ H2O + CO2↑ 取最后一次洗涤液少许于试管中，加入几滴盐酸酸化的 BaCl2 溶液，若无白色沉淀则洗干净

【解析】

由生产工艺流程分析可知，软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量Al2O3、MgO、SiO2)加入硫酸酸浸，Al2O3、MgO溶于稀硫酸生成Al3+、Mg2+，根据已知条件，MnO2不溶于稀硫酸，但它可以在酸性条件下和一些还原剂反应生成Mn2+，加入Fe发生反应3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O，过滤后的滤渣1主要为SiO2，调节pH使Fe3+和Al3+变成Fe(OH)3和Al(OH)3的沉淀，过滤后加入NaF沉镁，再加入NH4HCO3沉锰得到MnCO3的沉淀，接着通入空气煅烧得到MnO2，最后加入铝粉还原得到Mn，据此分析解答。

(1)可将软锰矿粉碎，从而增大反应物的接触面积，提高锰的浸出率，酸浸时，MnO2不溶于稀硫酸，但它可以在酸性条件下和一些还原剂反应生成Mn2+，加入Fe发生反应3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O，故答案为：粉碎；3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O；

(2)根据上述分析可知，调节pH使Fe3+和Al3+变成Fe(OH)3和Al(OH)3的沉淀，所以滤渣2的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3，故答案为：Fe(OH)3和Al(OH)3；

(3)沉锰时，加入NH4HCO3得到MnCO3的沉淀，反应的离子方程式为Mn2++2HCO= MnCO3↓+ H2O + CO2↑，沉锰后的沉淀表面附着有，因此检验沉淀是否洗净的方法为取最后一次洗涤液少许于试管中，加入几滴盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀则洗干净，故答案为：Mn2++2HCO= MnCO3↓+ H2O + CO2↑；取最后一次洗涤液少许于试管中，加入几滴盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀则洗干净。