Question

【题目】利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2，少量的Fe3+、Al3+等）吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气，制备硫酸锰晶体可实现资源的综合利用和环境治理。

已知，浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH	加碱溶解的pH
Fe2+	7.6	9.7
Fe3+	2.7	3.7
Al3+	3.8	4.7	>8.5
Mn2+	8.3	9.8

（1）写出浸出过程中主要反应的化学方程式_____________________________。为了提高软锰矿的浸取率，可以采取的措施除了充分搅拌外还有：_____________________（至少答两点）。

（2）写出氧化过程中主要反应的离子方程式：_____________________________。

（3）①在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至______。②若加入的石灰浆过多，会使得MnSO4H2O晶体中含有较多杂质，其原因是_____________________________。

（4）下列各组试剂中，能准确测定尾气中SO2含量的是______（选填序号）。

a.NaOH溶液、品红溶液 b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液 c.碘水、淀粉溶液

Answer 1

【答案】 SO2+MnO2=MnSO4 适当升温、缓慢通气等 2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O 4.7～8.3 若加入的石灰浆过多，氢氧化铝与氢氧化钙反应生成偏铝酸根离子 bc

【解析】高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气，软锰矿浆的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，则MnO2与SO2发生氧化还原反应，浸出液还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子，Fe2+具有还原性，可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+，在氧化后的液体中加入石灰浆，杂质中含有Fe2+、Al3+、Ca2+三种阳离子，由沉淀的pH范围知，Fe2+的沉淀与Mn2+离子的沉淀所需的pH接近，而Fe3+则相差很远，故可以将Fe2+氧化成Fe3+而除杂，然后调节pH值在4.7～8.3间，Fe3+、Al3+阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时生成微溶的硫酸钙，过滤，滤渣主要有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙，由于制取的MnSO4H2O含有结晶水，故操作a采用蒸发浓缩结晶的方法，得到MnSO4H2O。

(1)低品位软锰矿浆的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2+，则MnO2与SO2发生氧化还原反应，反应的化学方程式为SO2+MnO2=MnSO4，为了提高软锰矿的浸取率，可以采取的措施除了充分搅拌外还可以适当升温、缓慢通气等，故答案为：SO2+MnO2=MnSO4；适当升温、缓慢通气；

(2)杂质离子中只有Fe2+具有还原性，可以被MnO2在酸性条件下氧化成Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，故答案为：2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；

(3)①杂质中含有Fe3+、Al3+阳离子，从图可表以看出，大于4.7可以将Fe3+和Al3+除去，小于8.3是防止Mn2+也沉淀，所以只要调节pH值在4.7～8.3间即可，故答案为：4.7～8.3；

②若加入的石灰浆过多，氢氧化铝与氢氧化钙反应生成偏铝酸根离子，离子反应方程式为：Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O，故答案为：若加入的石灰浆过多，氢氧化铝与氢氧化钙反应生成偏铝酸根离子(或Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O)；

(4)a．二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠和二氧化硫、水又能反应生成亚硫酸氢钠，有两步反应，所以无法准确测定尾气中SO2含量，故a错误；b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液和二氧化硫能发生氧化还原反应而使溶液褪色，只发生一步反应，所以能准确测定尾气中SO2含量，故b正确；c．碘和二氧化硫能发生氧化还原反应而使溶液褪色，只发生一步反应，所以能准确测定尾气中SO2含量，故c正确；故答案为：bc。